reparatie spectrumanalyzer tektronix496 deel 2 (Toestel of techniek)

door loek , Exloo (Drenthe), 24-09-2014, 13:44 (3722 dagen geleden) @ loek

Soms lijkt het op loodgieter werk. In dit geval is de verbinding tussen het 4 cavty filter en het 4,5 GHz filter los gehaald. (zie eerste schema) Op de ingang van het 4 cavity filter is een 2.072 GHz signaal aangeboden uit een externe generator.

Ik had een generator die tot 2,4 GHz kan echter hij was nog niet veel gebruikt en wist ook niet de nauwkeurigheid. Voor dit doel is de frequentie en niveau nauwkeurigheid niet zo belangrijk. Je verstemd de frequentie van de generator net zo lang tot een top op het beeld is.

Daarna zet je de analyzer in de stand waar het stoorverschijnsel optrad. Is het verschijnsel er nog dan zit de fout niet in de circuits van de 1e mixer. In dit geval was het verschijnsel weg dus moest het optreden in het 1e mixer gedeelte.

Punt 2
Ik had net een HP-powermeter gekocht en daarmee kan je het niveau van de LO meten. Het niveau was ruim voldoende.

Punt 3
Ik heb geprobeerd om de LO los te koppelen (met steeksleutel) en te vervangen door een externe oscillator. Echter in de stand waar bij de storing optreedt, moet de LO zeer stabiel zijn. Mijn externe generator was niet stabiel genoeg en je zag dan ook in de phase lock toestand veel producten op het scherm als gevolg van fasemodulatie.

Punt 4
Om de phase lock schakeling mogelijk te maken wordt het LO signaal ook gebruikt om daar spectrale lijnen uit op te wekken.

Dit alles gebeurd in afgeschermde dozen waar ook zeer veel voedingsontkoppel condensatoren zaten. Op de voedinspunten aan de buitenkant van deze dozen zag je wel wat extra rimpels als de phase lock aan ging. Maar misschien was dit wel normaal. Om uit te sluiten dat het stoorsignaal uit deze dozen via een (nog onbekende) weg toch in de 1e mixer kwamen heb ik eerst al deze dozen open gemaakt en op een extender gemeten.

Door extra tijdelijk bijschakelen van ontkoppel elco’s zag je geen verbetering. Voor de zekerheid heb ik ook via de maintnange documentatie 24 afregelpunten van de phase lock nagelopen. Let op dus niets verdraaid maar alleen gekeken of het resultaat van een uitgevoerde afregeling gelijk was.

Bij het moment van de Phase lock wordt er in het apparaat een strobe signaal van 5MHz opgewekt. Hoe ik ook rekende maar er was geen relatie te vinden met het gepresenteerde stoorsignaal. Toch ging ik steeds meer het idee krijgen dat het strobe signaal terug kwam in de 1e mixer als een bij product .

Het strobe signaal vervangen door iets van buiten af is geen optie omdat de micro processor dan direct komt met foutmeldingen. Toch als ik het strobe signaal op de uitgang extra belaste met een weerstand dan zag ik een minuscule verandering in het niveau van het stoorsignaal op het scherm.

Er moest dus wel volgens mij een relatie bestaan tussen het strobe signaal en wat als stoorsignaal op het beeldscherm kwam. Het strobe signaal zou dan via voedingslijnen, etc. op de LO terecht moeten komen en van daar uit naar de 1e mixer?

Uiteindelijk heb ik alles weer in elkaar gezet en wat mij betreft was punt 4 volgens mij ook uitgesloten.

Maar wat was dan wel de oorzaak?

Omdat ik nu een powermeter had kon ik de frequentie karakteristiek meten van de meetgenerator. Deze was tussen 10 MHz en 1,4 GHz vlak en tot 1,8 GHz was het niveau 0,9 dB lager. Dus toch eigenlijk best wel goed.

Via een absolute meetbron bij 110 MHz zag ik geen niveau afwijking op de powermeter.

Ik had voor dat ik beschikte over de powermeter al wat metingen gedaan met de meetgenerator en de spectrumanalyzer en had boven de 1,1 GHz wel afwijkingen gemeten van 9 dB. Ik dacht toen dat dit kwam door de onnauwkeurigheid van de generator. Volgens de specificatie van de spectrumanalyzer mocht de afwijking maximaal 1,5 dB zijn.

Nu was het beeld ineens anders de spectrumanalyzer wijkt dus te veel af. Ook had ik eerder volgens de service documentatie een maintenance instelling geprobeerd uit te voeren.

Dit was de instelling van de “zero spur” je regelt daarmee de ongelijkheid van de 1e mixerdioden weg. Dit was een instelling die je eventueel makkelijk terug kon brengen in de oorspronkelijke staat. Het resultaat was niet zoals was beschreven.
Hier onder zie je een foto van de 1e mixer met het afregelpunt. Er is geen schema van de 1e mixer, maar ik denk dat je een kleine capaciteit verdraaid.

De frequentie karakteristiek bij de spectrumanalyzer wordt bepaald door de eigenschappen van de ingangsverzwakker en de onderdelen die tussen de 1e mixer zit en natuurlijk de 1e mixer zelf. Er was geen twijfel over de ingangsverzwakker, filter en 3 dB demping omdat dit allemaal passieve onderdelen waren. De overige mixertrappen bepalen niet de frequentie karakteristiek omdat deze steeds dezelfde frequenties krijgen aangeboden.

Zou er dus toch iets fout kunnen zijn met de 1e mixer?

Dus maar eerst weer alle theorie over mixers lezen (vooral op internet).

Als de isolatie tussen de LO- ingang en de RF/IF poort van de 1e mixer te laag zou zijn, dan kunnen er neveneffecten /signalen komen op de uitgang van de mixer. Vaak is de oorzaak een teveel onbalans in de mixer dioden.

Dat laatste zou het wel eens kunnen zijn omdat ik bij het corrigeren van “zero spur” geen dip kon krijgen en dat had te maken met de balansinstelling van de mixer dioden.

Een originele vervangende (gebruikte) mixer wordt soms aangeboden voor 500 dollar. Maar ik zag ook veel positieve berichten over het vervangen door een mixer van minicircuit type ZX05-83LH+

Dit is een dubbel balans mixer de originele is een “single balanced type”.

Bij de originele mixer is de IF out afgesloten met 50 ohm. Op de RF-in aansluiting komt het ingangssignaal binnen en komt ook het gemoduleerde uitgangssignaal naar buiten (zie hier voor het eerste schema).

Via een directionele filter wordt dit uitgangssignaal naar de volgende mixer gestuurd.
Bij gebruik van de minicircuitmixer is het directionele filter niet nodig.

Ik heb de Minicircuit mixer volgens onderstaand schema ingebouwd.

Omdat het niveau verlies van de nieuwe mixer veel minder is dan bij de oude moet er ook 10 dB extra verzwakking aangebracht worden op de RF uitgang van de minimixer.

Op onderstaande foto zie je de nieuwe mixer ingebouwd. Veel originele leidingen mogen niet verbogen worden omdat deze een filter of onderdeel van een filter zijn.

En ja hoor alle stoorverschijnselen zijn weg. De frequentiekarakteristiek is volgens specificatie. De inter-modulatie vervorming en de harmonische vervorming voldoen aan de specificatie. Kortom, het lijkt er op dat de spectrum analyzer nu geheel in orde is.

De vraag blijft hoe dit stoorsignaal via een slechte mixer balans terecht kan komen in de 1e middenfrequent.

Zou dit echt kunnen komen door een zeer kleine rimpel van het strobe signaal (5 MHz)?
Deze rimpel zou dan op het relatief hoge LO signaal van +10dB moeten zitten. Ik heb dit helaas niet kunnen meten daarvoor heb je dan weer een tweede spectrumanalyzer nodig.