Spectrum Analyzer Hameg 5010_5011

®

Instruments

Spectrum

analyzer

HM5011HM5010

DE

UT

SC

H /

EN

GL

ISH

4

S-5

01

0-0

01

0

09

JU

N 1

99

8

SERVICE-MANUAL HM5011/5010

1Subject to change without notice

Service ManualAdjustment ProcedureCircuit Diagrams

HM5010/5011

Abgleichanweisung für HM5010/HM 5011................ 4A Überprüfung und Einstellung der

Versorgungsspannungen .................................... 4B Endabgleich Tuner ................................................ 5C Abgleich ZF-Einheit .............................................. 5D Linearität der Frequenzanzeige ............................ 6E Abgleich des HM5011 Tracking Generators ....... 12

English Descripion .............................................. 15

Tracking-Generator ................................................... 28Tuner RA-Board ........................................................ 29Tuner RB-Board ........................................................ 30IF-Amplifier ............................................................... 31Main board ............................................................... 32XY Board .................................................................. 33FC-Board .................................................................. 34PA-Board .................................................................. 35CRT-Board ................................................................ 36Power Supply Board ................................................ 37RA-Board .................................................................. 38Tracking-Generator ................................................... 39RB-Board .................................................................. 40Main Board ............................................................... 41Main board ............................................................... 42XY-Board................................................................... 43XY-Board................................................................... 44FC-Board .................................................................. 45FC-Board .................................................................. 46PA-Board .................................................................. 47CRT-Board ................................................................ 48PS-Board .................................................................. 49PS-Board .................................................................. 50PS-Board .................................................................. 51Block Diagram HM5010/HM5011 ............................ 53S

t. 0

9069

8/g

oR

R

Subject to change without notice2

Inkl. Zubehör: Netzkabel und Betriebsanleitung.

Technische Daten

Frequenzeigenschaften

Frequenzbereich: 0.15MHz bis 1GHz (−3dB)Genauigkeit Mittenfrequenz: ±100kHzGenauigkeit Marker: ±(0.1% span + 100kHz)Aufl. Frequenzanzeige: 100kHz , (5 digit LED)Frequenzhub: 100kHz/cm bis 100MHz/cm

mit 1-2-5 Teilung + 0Hz/cm. (Zero Scan)Genauigkeit Frequenzhub: ±10%Stabilität: Drift: <150kHz / Std.ZF-Bandbreite (−3dB): Auflösung: 400kHz und20kHz. Video-Filter ein: 4kHzHorizontale Ablenkfrequenz: 43Hz

Amplitudeneigenschaften

Bereich: −100dBm bis +13dBmAnzeigebereich: 80dB (10dB / cm)Referenzpegel: −27dBm bis +13dBm

(in 10dB Schritten)Genauigkeit des Referenzpegels: ±2dBMittlerer Rauschpegel: −99dBm (20kHz FBB)2. harmonische: <−75dBcIntermodulation (3. harm.): −70dBc

(2 Signale im Abstand >3MHz)Mittlere Ansprechschwelle:

<5dB über GrundrauschenAuflösung bei Bandbreitenumschaltung:Auflösung bei Bandbreitenumschaltung:Auflösung bei Bandbreitenumschaltung:Auflösung bei Bandbreitenumschaltung:Auflösung bei Bandbreitenumschaltung: ±1dBAnzeigegenauigkeit: ±2dBZF-Verstärkung: Einstellbar um 10dB

Eingangs-Characteristiken

Eingangsimpedanz: 50ΩHF-Eingang: BNC-BuchseAbschwächer: 0 bis 40 dB (4 x 10dB)Genauigkeit d. Abschwächers: ±1dBMax. Eingangspegel: +20dBm (0.1W)

dauernd mit 40dB Abschwächung.+10dBm, ±25VDC mit 0dB Abschwächung

Tracking Generator

Bereich Ausgangspegel: −50dBm to +1dBm(in 10dB Stufen und variabel)

Ausgangsabschwächer: 0 bis 40dB (4 x 10dB)Genauigkeit des Abschwächers: ±1dBAusgangsimpedanz: 50Ω (BNC-Buchse)Frequenzbereich: 0.1MHz bis 1GHzFrequenzgang: ±1.5dB. HF-Störung: <20dBc.

Allgemeines

Betriebsbedingungen: 10° bis 50°CRöhre: 8 x 10cm; InnenrasterStrahldrehung: auf Frontseite einstellbarNetzanschluß: 115 / 230V, 50-60HzLeistungsaufnahme: 20W max.Schutzart: Schutzklasse I (VDE 0411)Gewicht: ca. 6kgGehäusemaße: B 285, H 125, T 380mmMit verstellbarem Aufstell-Tragegriff

Änderungen vorbehalten 9/96

Die Geräte HM5010 und HM5011 eignen sich für fast alle Arten der Signalanalyseim Frequenzbereich von 0,15MHz bis 1GHz. Beide Modelle besitzen einen soge-nannten "Scanwidth"-Wähler. Mit diesem ist das auf dem Bildschirm sichtbareFrequenzspektrum zwischen 100kHz/cm und 100MHz/cm einstellbar. Vor allem diedamit verbundene höhere Auflösung in den kleineren Bereichen erlaubt insbesonde-re die Analyse von schmalbandigen Signalen.

Ein anderer, qualitativ wesentlicher Gesichtspunkt ist, daß auch die Amplituden-werte der dargestellten Signale recht genau erfaßbar sind. Der gesamte Meßbereich,einschließlich der zuschaltbaren Eingangsteiler, erstreckt sich von –100dBm bis+13dBm, wovon 80dB (10dB/cm) auf den Anzeigebereich der Bildröhre entfallen.Selektive Pegelmessungen werden im "Zero-Scan"-Betrieb durchgeführt.

Beide Geräte besitzen eine 5stellige Digitalanzeige, mit der wahlweise dieMittenfrequenz oder die Markerfrequenz angezeigt wird. Zusammen mit letztererwird auf dem Bildschirm eine Markierung eingeblendet, welche die Bestimmung derFrequenz wesentlich erleichtert.

Im HM5011 befindet sich zusätzlich ein Tracking- (Mitlauf)-Generator, mit demauch Frequenzgang-Messungen an Vierpolen durchführbar sind. Dabei handelt essich um eine vom Spektrum-Analysator gesteuerte frequenzsynchrone Signalquelle,deren Frequenzbereich von 100kHz bis 1GHz reicht. Der Ausgangspegel ist zwi-schen –50dBm und +1dBm in 10dB-Stufen und variabel veränderbar.

Die Geräte HM5010 und HM5011 sind äußerst preiswert. Sie erlauben zahlreicheAnwendungen im gesamten Bereich der HF-Meßtechnik, wie z.B. bei der qualitati-ven EMV-Messung. Dabei zeichnen sich die Geräte durch eine gleichbleibend hoheMeßrate und äußerst geringe Störstrahlung aus. Mit ihrer guten Ausstattung undder einfachen Bedienung sind sie wieder ein Beweis für die überzeugendeLeistungsfähigkeit von HAMEG-Produkten.

Durchgehender Frequenzbereich von 0,15MHz bis 1GHz.5stellige Digitalanzeige für Mitten- u. Marker-Frequenz (Aufl. 0,1MHz).Amplitudenbereich –100 bis +13dBm; 20kHz-, 400kHz- und Video-Filter.

Tracking Generator (HM 5011). Frequenzbereich: 0,1MHz – 1GHz.Ausgangsspannung +1dBm bis –50dBm (50ΩΩΩΩΩ).

Spectrum Analyzer HM5010 & HM5011

SPEKTRUMANALYSATOR

HO500-2 Version 2.53 ist ein leistungsfähiges und praxisgerechtes, für Pre-compliance-Untersuchungen optimiertes System. Ein in den Spektrumanalysatorintegriertes intelligentes Einbaumodul nimmt die Signalwandlung und -vor-verarbeitung wahr. Die Kopplung zum PC erfolgt über die serielle Schnittstelle (COM1... COM4). HO500-2 ist daher bestens für die Durchführung von Messungen mitHilfe eines Laptop oder Notebook geeignet.Das Softwarepaket ist unter Windows® lauffähig und nutzt die konfigurierten Druk-ker. HO500-2 2.53 enthält alle relevanten Funktionen, um Einzel- und Dauer-messungen im EMV-Bereich durchzuführen.

Precompliance-EMV-Meßsystem


HZ530 Sondensatz für EMV-Diagnose

SC

ALE

= 1

0dB

/DIV

.

SC

ALE

= 1

0dB

/DIV

.

SC

ALE

= 1

0dB

/DIV

.

Der HZ530-Sondensatz besteht aus dreiaktiven Breitbandsonden für die EMV-Dia-gnose bei der Entwicklung elektronischerBaugruppen und Geräte. Er enthält eineaktive Magnetfeldsonde (H-Feld-Sonde),einen aktiven E-Feld-Monopol und eine ak-tive Hochimpedanzsonde. Die Sonden sindzum Anschluß an einen Spektrum-Analysa-tor vorgesehen und haben daher einenkoaxialen Ausgang mit einem Wellenwider-stand von 50Ω. Je nach Typ haben dieSonden haben eine Bandbreite von 100kHzbis über 1000MHz. Die Sonden sind inmodernster Technologie aufgebaut. GaAs-FET sowie Mikrowellen-Integrierte Schal-tungen (MMIC) sorgen für Rauscharmut,hohe Verstärkung und Empfindlichkeit. DerAnschluß an einen Spektrumanalysator,Meßempfänger oder Oszilloskop erfolgtüber ca. 1,5m lange BNC-Koaxial-Kabel. Diein den Sonden schon eingebauten Vorver-stärker (ca. 30 dB) erübrigen den Einsatzvon externen Zusatzgeräten, was natürlichdie Handhabung erheblich vereinfacht.

Die Sonden werden entweder durcheinsetzbare Batterien/Akkus betrieben oderkönnen direkt aus den HAMEG Spektrum-analysatoren HM5010 und HM5011 mitSpannung versorgt werden. Die schlankeBauform erlaubt guten Zugang zur prüfen-den Schaltung auch in beengter Prüfum-gebung. Mittels eines Akkusatzes hat jedeSonde eine Betriebsdauer von ca. 20 - 30Stunden.

Die Sonden werden komplett im Drei-ersatz in einem stabilen und formschönenTransportkoffer angeboten.

Die H-Feld-SondeDie H-Feld-Sonde gibt einen der ma-

gnetischen Wechsel-Feldstärke proportio-nalen Pegel an den Spektrum-Analysator

ab. Mit ihr können Störquellen in elektroni-schen Baugruppen relativ eng lokalisiertwerden.

Dies hat seine Ursache darin, daß mo-derne elektronische Baugruppen als Stö-rer meist niederohmig wirken (relativ klei-ne Spannungsänderungen bei entspre-chend großen Stromänderungen). Die ab-gestrahlten Störungen beginnen daher anihrer Quelle zunächst überwiegend miteinem magnetischen Wechselfeld. Dabeim Übergang vom Nah- zum Fernfelddas Verhältnis vom magnetischen zumelektrischen Feld die 377Ω Wellenwider-stand der Luft erreichen muß, nimmt dasH-Feld zunächst mit der dritten Potenz desAbstandes vom Störer ab. Eine Verdoppe-lung des Abstandes bedeutet ein Abneh-men des Feldes auf ein Achtel.

Beim praktischen Gebrauch der H-Feld-Sonde bemerkt man deshalb ein sehr star-kes Ansteigen des Pegels bei Annäherungan den Störer. Beim Absuchen einer Bau-gruppe mit der H-Feld-Sonde fallen dieStörer daher sofort auf. Es kann z.B. schnellfestgestellt werden, welcher IC stark störtund welcher nicht. Ferner kann hierbei aufdem Spektrum-Analysator erkannt wer-den, wie sich die Störleistung über denFrequenzbereich verteilt. Somit kann manBauelemente, die aus EMV-Gründen we-niger geeignet sind, schon früh in derEntwicklung eliminieren. Die Wirkung vonGegenmaßnahmen läßt sich qualitativ gutbeurteilen. Man kann Abschirmungen auf“undichte” Stellen untersuchen, und Ka-bel oder Leitungen auf mitgeführte Störlei-stungen absuchen.

Die HochimpedanzsondeDie Hochimpedanzsonde ermöglicht

eine Untersuchung des Störpegels auf ein-

Frequency Response E-Field Probe (typical) Frequency Response H-Field Probe (typical) Frequency Response High Impedance Probe (typical)

Technische Daten:

Frequenzbereiche: 100 kHz – 1.0 GHzVersorgungsspannung: 6V aus HM5010/11 oder Batterie*Stromaufnahme: ca. 10 – 24 mASondenmaße: 40 x 19 x 195mmGehäuse: Kunststoff, innen elektrisch geschirmtLieferform: 1 E-Feld-Sonde

1 H-Feld- Sonde1 Hochimpedanz-Sonde1 BNC-Kabel 1,5m1 Spannungsversorgungskabelim Transportkoffer

* Batterien (4xType Mignon) gehören nicht zum Lieferumfang

Änderungen vorbehalten 9/96

zelnen Kontakten oder Leiterbahnen. Sieist sehr hochohmig (Isolationswiderstanddes Leiterplattenmaterials) und belastetden geprüften Meßpunkt mit nur 2pF.Dadurch kann direkt in der Schaltung ge-messen werden, ohne nennenswerte Ver-änderungen der Verhältnisse durch denMeßeingriff.

Es kann z.B. die Wirkung von Filter- undAbblockmaßnahmen quantitativ gemessenwerden. Es können einzelne Anschlüssevon IC’s als Störer identifiziert werden.Innerhalb von Leiterplatten können proble-matische Leiterbahnen ermittelt werden.Mit dieser Sonde kann man jeden einzel-nen Punkt einer Schaltung direkt dem Spek-trum-Analysator zugänglich machen.

Der E-Feld-MonopolDer E-Feld-Monopol hat von allen drei

Sonden die höchste Empfindlichkeit. Er istso empfindlich, daß man ihn ohne weite-res als Antenne zum Radio- oder Fernseh-empfang benutzen könnte. Daher kannman mit ihm die Gesamtabstrahlung einerBaugruppe oder eines Gerätes beurteilen.

Er wird z.B. verwendet, um die Wir-kung von Abschirmmaßnahmen zu prü-fen. Mit ihm kann auch die Gesamtwir-kung von Filtermaßnahmen beurteilt wer-den, soweit sie etwa das Gerätegehäuseverlassende Kabel und Leitungen betref-fen, und damit die Gesamtabstrahlung be-einflussen. Ferner kann man mit dem E-Feld-Monopol Relativmessungen zu Ab-nahmeprotokollen durchführen. Diesmacht es möglich, erforderliche Nachbes-serungen so gezielt auszuführen, daß manbei der Abnahmeprüfung nicht ein zweitesMal durchfällt. Ferner können Abnahme-prüfungen so gut vorbereitet werden, daßman im allgemeinen vor Überraschungensicher ist.

ZUBEHÖR SPEKTRUMANALYSATOREN


Achtung! Nach dem Öffnen des Gehäuses sind lebensgefährliche Spannungen zugänglich. Es wird vorausgesetzt,daß der Abgleich nur von einer Person vorgenommen wird, die mit den damit verbundenen Gefahren vertraut ist.

Die Abgleichanweisung geht davon aus, daß die einzelnen Einheiten des HM 5010/5011 vorgetestet und im Grundsatzfunktionsfähig sind. Tuner, ZF-Einheit und Tracking-Generator sollen vorabgeglichen sein.Vor dem Abgleich muß sich das Gerät 60 Min. in Betrieb befinden.Sämtliche Einstellungen werden mit einem Kunststoffschraubendreher durchgeführt.

Der Abgleich erfolgt in folgenden Schritten:

A Überprüfung der Versorgungsspannungen D Einstellung der LinearitätB Einstellen des Tuners E Abgleich des Tracking-GeneratorsC Einstellen der ZF-(Zwischenfrequenz-)Einheit F Überprüfung der Gesamteinstellung

Die Bezifferungen beim Abgleich beziehen sich auf die in den zugehörigen Abbildungen (Fotos) angegebenenAbgleichpunkte. Auf die Bildschirmfotos wird gesondert Bezug genommen.

Notwendige Hilfsmittel:1 HF-Synthesizer 100 kHz bis 1000 MHz z.B. HM 8133 o.ä.2 BNC-Kabel, BNC-T-Stück, 2x 10 dB-Durchgangsabschwächer 50Ω1 Voltmeter z.B. HM 8011-3;

A Überprüfung und Einstellung der Versorgungsspannungen

einstellen: 12V auf eine Genauigkeit von ±0.1V mittels Trimmer 4 Bild 1einstellen: minimale Helligkeit mittels Trimmer 2 Bild 1einstellen: maximale Helligkeit mittels Trimmer 3 Bild 1einstellen: Astigmatismus mittels Trimmer 1 Bild 1

überprüfen: –12V Genauigkeit ± 0.2Vüberprüfen: +12V Genauigkeit ± 0.1Vüberprüfen: +5V Genauigkeit ± 0.2Vüberprüfen: –5V Genauigkeit ± 0.2Vüberprüfen: +38V Genauigkeit ± 1Vüberprüfen: +138V Genauigkeit ± 1V

4

CRT-BoardBild 1. PS-Board Geräterückseite

3 2 1

1 +138V2 +38V3 GND4 +5V5 +12V6 -12V

1

Bild 2. XYF-Board (Teil)

1

Die entsprechenden Spannungsmeßpunkte zur Überprüfung derGleichspannungen sind aus Bild 2 ersichtlich und können an derKontaktleiste gemessen werden.

Grundsätzliche Einstellung:Wenn Y-Pos. Regler in Frontplatte eingerastet ist, Strahl mit R801ca. 2mm unterhalb der untersten Rasterlinie einstellen.

Abgleichanweisung für HM5010/HM 5011


PIC 23 für HM5011

B Endabgleich Tuner

Der Tuner ist vom Werk her abgeglichen. Bei Wechsel des 1.Mixer kann es vorkommen, daß das Cavity-Filternachgeglichen werden muß. Signal 500MHz -27dBm auf Eingang geben.Centerfrequenz auf 500MHz, Scanwidth auf 0,5MHz, jetzt die drei M3-Schrauben auf max. Amplitude einstellen.Sollte die Kurve nicht gleichmäßig sein, können die Spulen L1, L2 und L3 durch leichtes verbiegen auf max.Gleichmäßigkeit abgeglichen werden. (PIC 22)

Sollte das Signal im Frequenzbereich schwanken ist es möglich, daß der 2.Local Oszillator nicht richtig eingerastetist.Das richtige Einrasten der PLL ist an der Lock-Detekt LED (D2) zu erkennen. Diese muß bei gerasteter PLLgleichmäßig hell leuchten. Sie darf weder flackern, noch erloschen sein.Das Oszillatorsignal muß fest (Quarzgebunden) bei 1.32GHz stehen. Es darf nicht driften.Die PLL ist eingerastet, wenn die Tuningspannung VT (zu messen an PAD1) einen Wert zwischen 0,5 und 4,5Vbesitzt. Durch den Abgleich wird die Tuningspannung in die Mitte des Tuningbereiches gebracht. VT des 2.LO sollzwischen 2V und 2,5V liegen. Überprüfen Sie während des Abgleichs ständig den Wert der Tuningspannung.

Es gibt zwei Fälle bei denen ein Abgleich nötig ist VT<2,0V und VT>2,5V.

• Fall 1 VT<2,0VMaßnahmen:a) Verlöten Sie die Abgleichflächen, eine nach der Anderen, mit der Verbindungleitung von C1und C2.b) Überflüssiges Lötzinn am Resonator Innenleiterpad entfernen.

• Fall 2 VT>2,5VMaßnahmen:a) Die Abgleichflächen dürfen nicht mit der Verbindungsleitung von C1 und C2 verlötet sein.b) Lötzinn auf das Resonatorpad auftragen.

C Abgleich ZF-Einheit

Meßaufbau:Dem Eingang des HM5011 werden mittels BNC-T-Stück über 10 dB-Durchgangsabschwächer zweiverschiedene Signale zugeführt.

Einstellungen am HM5010/5011: Mittenfrequenz 500MHz; alle Abschwächer einschalten (–40 dB); Bandbreite400kHz; Videofilter aus; Scanwidth 0,5MHz/Div.; Marker aus;

Einstellungen am Tracking-Generator: Abschwächer –20dB; Level max. (nur bei HM5011)HF-Generator: Frequenz 500MHz; Pegel –5dBm

Auf dem Bildschirm ist die Ausgangsspannung des Tracking-Generators mit einer Überlagerung durch dieFestfrequenz sichtbar. Rechts oder links neben der 500MHz-Spektrallinie ist eine “Nullstelle” im Signal erkennbar.(PIC 23) (nur bei 5011)

ZF-Durchlaßkurve bei 400kHz Bandbreite

abgleichen: Schritt 1 Abgleich mit Kunststoff-Schraubendreher an der Spule L1 (Bild 5) auf maximale Ausgangs-amplitude und Symmetrie zur Y-Achse.

abgleichen: Schritt 2 Abgleich mit Kunststoff-Schraubendreher an den Spulen 3 + 4 + 13 + 14 (Bild 5) aufSymmetrie zur Y-Achse. Der “Nulldurchgang” muß gleichzeitig im Ma-ximum (bei 500MHz) liegen. (PIC23)

abgleichen: Schritt 3 Gegebenenfalls sind die beiden Schritte 1 und 2 zu wiederholen.

ZF-Durchlaßkurve 20kHz Bandbreite (bei HM5010)

abgleichen: Schritt 1 Abgleichen mit Kunstoff-Schraubendreher an Spulen L7+8+9+10+11+12 so, daß die "Nullst-elle" genau in Center 500MHz, wie bei 400kHz Bandbreite liegt.

PIC 22 für HM5010


Dabei ist auf die Symmetrie der Durchlaßkurve zu achten.

ZF-Durchlaßkurve bei 20kHz Bandbreite (bei HM5011)

Vorabgleich: Das T-Stück muß jetzt entfernt werden. Der Tracking-Generator wird direkt an den Eingang desHM5011 angeschlossen. Abschwächer am Tracking-Gen. aus (0-dB). Abschwächer am HM5011 aus (0 dB). DieAusgangsspannung des Tracking-Generators ist jetzt als horizontale Linie (mit leichter Welligkeit) sichtbar.

abgleichen: Schritt 1 Abgleich mit Kunststoff-Schraubendreher an den Spulen 7 + 8 + 9 + 10 + 11 + 12 aufmaximale Höhe der angezeigten Ausgangsspannung. Sobald die “Linie” die halbe Bildschirm-höhe überschritten hat (–30 dB), werden die Abschwächer des HM 5010/5011 wiederzugeschaltet.

abgleichen: Schritt 2 Dieser Abgleich muß zur Optimierung mehrmals durchlaufen werden.

Feinabgleich: BNC-T-Stück wieder wie zu Beginn des ZF-Abgleiches anschließen. Abschwächer am Tracking-Generator auf –20dB einstellen. Scanwidth auf 0.5 MHz/Div. einstellen. Gegebenenfalls die Center-Frequenz neujustieren (500MHz Spektrallinie in Bildschirmmitte stellen). Rechts oder links von der Bildschirm-mitte (Amplitudenmaximum) ist jetzt die “Nullstelle zu erkennen. (PIC 24)

abgleichen: Schritt 1 Abgleich mit Kunststoff-Schraubendreher an den Spulen 7 + 8 + 9 + 10+ 11 + 12 so, daß die “Nullstelle” im Maximum zu liegen kommt. Dabeiist auf Symmetrie der Durchlaßkurve zu achten.

abgleichen: Schritt 2 Dieser Abgleich muß zur Optimierung mehrmals durchlaufen werden.

ZF-Verstärkung - Angleichung zwischen den Bandbreiten

Scanwidth auf 0.2MHz/Div. umschalten. Bandbreite mehrmals zwischen 400kHz und 20kHz umschalten. Dabeidarf sich der Abstand zwischen der Ausgangsspannung (Linie) des Tracking-Generators und der Amplitude bei400MHz nicht ändern. Stimmen die Amplitudenwerte nicht exakt überein, so ist dies mit VR2 (Bild 5) abzugleichen.

Linearität der Verstärkung

Die Linearität der Verstärkung muß über den gesamten Anzeigebereich überprüft werden. Dazu wird ein 400MHz-Signal –27dBm direkt an den Eingang des HM 5010/5011 angeschlossen. Scanwidth auf 5MHz/Div. einstellen.Abschwächer ausgeschaltet (0dB). Filterbandbreite 400kHz. Die Spektrallinie sollte jetzt bis zum oberen Bildschirm-rand reichen.Anschließend mittels Abschwächer das Signal in 10 dB-Schritten abschwächen. Dabei muß jedeeinzelne Abschwächerstufe den Pegel um 10dB ±1dB abschwächen. Sollten sich hierbei Abweichungen ergeben

- A die Abschwächung der einzelnen Abschwächerstufen ist größer als 10dB ±1dB

- B die Abschwächung ist kleiner als 10 dB ±1dB, so ist die Linearität der Abschwächung wie folgt abzugleichen:

Abschwächer auf -40dB einstellen.Durch Verstärkungsänderung mit VR1, VR3, VR4 Spectrallinie exact auf -40dB (Mittellinie) einstellen.Anchließend die Abschwächer wieder auf 0dB einstellen und die Spektralliniemittels der Trimmer VR802A und VR801 (XY-Platine) auf die Nulllinie einstellen und die Basislinie auf dieunterste Rasterlinie einstellen.Dieser Vorgang muß wiederholt werden, bis die Einstellungen bei -40dB und0dB korrekt sind.

D Linearität der Frequenzanzeige

Einstellungen am HM5010/5011: Mittenfrequenz auf 500MHz einstellen; alle Abschwächer ausgeschaltet; Filter-Bandbreite 400kHz; Video-Filter aus; Scanwidth auf 100MHz/Div. Marker aus.

Meßaufbau:Einspeisung eines Signals 500MHz –27dBm auf den Eingang des HM 5010/5011.

überprüfen: korrekte Grundeinstellung: Das Rauschband des HM 5005/5006 ist so einzustellen, daß es die untereRasterlinie berührt. Die Spektrallinie von 500MHz, –27dBm reicht bis an die oberste Rasterlinie undbefindet sich in der Mitte des Bildschirmes. Mit X-Pos-Steller (auf der Frontseite) 500MHz Spektrallinieexakt auf Bildschirmmitte stellen.

überprüfen: Obere Grenzfrequenz: Es ist zu überprüfen ob eine Frequenz von min. 1050MHz als Mittenfrequenzeinstellbar ist.

PIC 24


PIC 7

Anschließend den HM 5010/5011 wieder in die oben beschriebene Grundstellung bringen.Danach Eingangssignal 100MHz, Pegel +7dBm (Eingang übersteuert) anlegen. Durch dieÜbersteuerung werden harmonische des Eingangssignals im Spektrum sichtbar. Dies erleich-tert die Justierung der einzelnen Spektrallinien in horizontaler Richtung.(PIC 7)

einstellen: Spektrallinie bei 400MHzmit X-Ampl.-Steller auf der Frontseite des Gerätes so ausrichten, daß die vierteSpektrallinie mit den entsprechenden Rasterlinien am Bildschirm übereinstim-men. (PIC 8)

einstellen: Spektrallinie bei 100MHzmit Trimmer RV171 so ausrichten, daß diese Spektrallinie mit der entsprechen-den Rasterlinie am Bildschirm übereinstimmt. (PIC 9)

einstellen: Zero Peakmit Trimmer RV173 so ausrichten, daß diese Spektrallinie mit der entsprechen-den Rasterlinie am Bildschirm übereinstimmt. (PIC 9)

einstellen: Spektrallinie bei 600-1000MHz;mit Trimmer RV186 so ausrichten, daß 700MHz auf der richtigen Rasterlinie ist.

einstellen: Spektrallinie bei 800 MHz;mit Trimmer RV181 + RV183 für 900MHz und RV197 für 1000MHz (Bild 3) soausrichten, daß diese Spektrallinie mit der entsprechenden Rasterlinie am Bild-schirm übereinstimmt.

einstellen: Strahllängemit Trimmer RV101 so einstellen, daß der Strahl rechts knapp über die Begren-zung der Bildröhre hinaus geht. (PIC11 - Basislinie zu kurz)

(PIC10 - 300 to 1000 MHz Spektralliniennicht korrekt)

Trimmer RV113 muß so eingestellt sein, daßbei Linksanschlag des Frequenzstellers die an-gezeigte Frequenz nicht unter 990MHz liegt.

RV 173

RV 171

RV 197

RV 186

RV 181

RV 183

RV 149

RV 112

RV 101

Bild 3 - MB-Board

PIC 11

PIC 8

PIC 9

PIC 10

RV113


VR 3

L 11

L 10

L 12

L 8

L 7

L 9

L 13

L 14L 4

VR 4

L 3L 1

RV 113

RV 101

RV 173

RV 171

RV 197

RV 186

RV 181

RV 183

RV 149

RV 112

Bild 3 - Main-Board

Marker einstellen.Einstellung an HM5010/HM5011:Mittefrequenz auf 500MHz, alle Abschwächer ausschalten, Filterbandbreite 400kHz, Video-Filter aus,Scanwidth auf 100MHz. Marker an.Signal 100MHz +7dBm.Marker auf 500MHz Anzeige stellen und mit RV149 (Bild 4) auf die Marke von 500MHz im Bildschirm stellen.Marker nach links drehen bis Anschlag und mit RV112 auf 990MHz stellen.

VR 2

VR 1


RV

802

A

RV

801

1 +138V2 +38V3 GND4 +5V5 +12V6 -12V

1

HM5010 XY-board


Tuner

M3

Sch

rau

ben

Ca

vit

y -

Fil

ter

M3

Sch

rau

ben

Ca

vit

y -

Fil

ter

1. M

ixer

MPA

D1

C1

C2


Tracking-Generator

MPA

D2

C68

C69

RV

4R

V3


E Abgleich des HM5011 Tracking Generators

1. Benötigte Geräte:

1.1 Spektrum Analysator bis mindestens 1000MHz1.2 Komplett montierter HM50111.3 Multimeter zum messen von Gleichspannung1.4 Oszilloskop z.B. HM2031.5 Koaxkabel

2. Vorbereitung:

2.1 Der Spektrum Analysator HM5011 muß komplett montiert sein.2.2 Alle Baugruppen müssen vorgetestet sein.2.3 Der HM 5011 muß warmgelaufen sein.2.4 Das Gehäuse muß abgenommen werden.2.5 Der VCO-Ausgang vom Board RA muß mit dem VCO-Eingang (MCX-Buchse) verbunden sein.2.6 Der 12MHz Referenztakt vom Board TG muß mit der Chinch-Buchse auf ST1 auf dem RB-Board verbunden sein.

3. Prüfen der Signalleitungen

Kabelanschluß W1Pin Nr. Bezeichnung Signal

1 -12V Versorgung OP2 +12V Versorgung3 +5V Versorgung PLL

4. Prüfen der Versorgungs- und Biasspannungen

Baut.Nr. Pin Nr. Bezeichnung SpannungC1 1 1. VCO Amp. +5.8 VC2 1 2. VCO Amp. +5.8 VC11 3 fix LO Amp. +5.9 VC6 5 Var. Amp. +5.6 VC9 3 1. Power Amp. +3.6 VC12 3 2. Power Amp. +4.8 V

5. Abgleich des fix LO im TG (Tracking Generator)

5.1 Der 2.LO schwingt bei einer Frequenz von 1,35 GHz.Der Pegel am Eingang des Mixers IC 3 Pin2 beträgt -17dBm.Das Schwingen des 2.LO ist auch mit der H- oder E-Feld Sonde zu messen.

5.2 Das richtige Einrasten der PLL ist an der Lock-Detekt LED (D4) zu erkennen. Diese muß bei gerasteter PLLgleichmäßig hell leuchten. Sie darf weder flackern noch erloschen sein.Das Oszillatorsignal muß fest (Quarzgebunden) bei 1,35GHz stehen es darf nicht driften: Die PLL ist eingerastetwenn die Tunningspannung VT(zu messen an PAD 2) einen Wert zwischen 0.5 und 4.5 V besitzt. Durch denAbgleich wird die Tuningspannung in die Mitte des Tuningbereiches gebracht VT des 1 LO soll zwischen 2 V und2.5 V liegen. Überprüfen Sie während des Abgleichs ständig den Wert der Tuningspannung.Der Koaxresonator CR2 soll mit der unteren Kante an den Rand des Lötstoplacks in der Nähe des Innenleitersplaziert und an den Seiten rechts und links angelötet werden.

5.3 Es gibt zwei Fälle bei denen ein Abgleich nötig ist: VT<2.0V und VT>2.5V

• Fall 1 VR<2.0VMaßnahmen:a) Verlöten Sie die Abgleichflächen, eine nach der Andern, mit der Verbindungsleitung von C68 und C69.b) Überflüssiges Lötzinn am Resonatorinnenleiterpad entfernen.

• Fall 2 VT>2.5VMaßnahmen:a) Die Abgleichflächen dürfen nicht mit der Verbindungsleitung von C68 und C69 verlötet sein.


b) Lötzinn auf das Resonatorpad auftragen.6. Kontrolle des fix LO-Pegels

6.1 Zur Kontrolle des 2.LO-Pegels muß der Kondensator C20 (22pF) entfernt werden und ein 50Ω Koaxkabel an denAusgang des -13 dB Dämpfungsgliedes angeschlossen werden. Das andere Ende des Koaxkabels ist mit einemgeeigneten Meßanalysator zu verbinden.

6.2 Der Meßanalysator muß auf 1,35GHz Center-Frequenz eingestellt werden. Der zu messende LO-Pegel soll -17dBm (± 1dB) betragen (Dämpfung des Kabel beachten).

6.3 Wird der Kondensator nicht entfernt und das Koaxkabel parallel zum Mixer an den VCO-Zweig angeschlossenergibt sich durch die Veringerung der Lastimpedanz ein Pegel von ungefähr -24dBm (±1dB)

7. Kontrolle des VCO’s

7.1 Der HM5011 ist auf Zero Scan einzustellen. Center Frequenz 500MHz7.2 Der Kondensator C14 (22pF) muß entfernt werden. Mit der einen Seite muß er an den Ausgang des

Dämpfungsgliedes angelötet werden. Die andere Seite steht in der Luft.7.3 An das Ende des Kondensators, welches in der Luft steht, muß der Innenleiter eines 50Ω Kabels angelötet

werden. Die Abschirmung ist direkt neben dem Kondensator mit Masse zu verlöten. Das andere Ende wird mitdem Eingang des Analysators verbunden (Start 1,35GHz; Stop 2,35GHz; ref.-Level 0dBm).

7.4 Das am Meßanalysator zu sehende VCO-Signal muß sich mit der Mittenfrequenz (Tuningspannung) verschieben.Es muß sich mindestens von 1350 bis 2350 MHz durchstimmen lassen. Der VCO muß sich stetig und ohneAussetzer abstimmen lassen. Er sollte den Absolutpegel von +7 dBm nicht unterschreiten. (1m Koaxkabel hatbei 2GHz 1-2 dB Dämpfung). Der Pegel müßte zwischen +7dBm und +10dBm liegen.

7.5 Wenn Sie das Koaxkabel parallel zum 1. Mixer an den VCO-Zweig anschließenan ergibt sich durch die Verringerungder Lastimpedanz ein Pegel von +5 dBm bis +8 dBm.

8. Kontrolle des Attenuators:

8.1 Stellen Sie am Tuner -30dB Dämpfung und am TG 0dB Dämpfung ein.8.2 Center Frequenz 500MHz, 100MHz/Div Span8.3 Verbinden Sie den Tracking-Generator mit dem Tunereingang.8.4 Es muß jetzt die TG-Linie sichtbar sein.8.5 Schalten Sie die Abschwacher-Stufen einen nach der Anderem ein.

Die Dämpfung muß pro Stufe 10dB betragen.

9. Pegelabgleich des TG:

9.1 Verbinden Sie den TG mit dem Referenzanalysator.9.2 Schalten Sie am HM5011 auf Zero Scan und stellen Sie 500MHz Mittenfrequenz ein.9.3 Nehmen Sie alle Abschwächer des TG heraus (0dBm) und drehen Sie den TG-Level auf Maximum.9.4 Stellen Sie mit dem Poti RV4, am TG die Amplitude auf +1dBm ein.9.5 Drehen Sie den TG-Level auf Minimum.9.6 Stellen Sie mit dem Poti RV3, am TG die Amplitude auf -10dBm ein.9.7 Die Amplitude muß sich jetzt zwischen +1dB und -10dB regeln lassen.

10. Abschlußkontrolle:

10.1 Die Lage der TG-Linie Muß bei beiden Bandbreiten (400kHz und 20kHz) übereinstimmen. Gegebenenfalls am ZF-Amp. nachgleichen.

10.2 Der TG-Level Regler muß sich von +1 bis - 10 dBm einstellen lassen.



HM5010/5011

Service ManualAdjustment ProcedureCircuit Diagrams

Alignment Procedure for HM5010/HM 5011 ......... 18A Control and Adjustment of

Supply Voltages ............................................... 18B Final Alignment - Tuner ..................................... 19C Alignment - IF-Unit ........................................... 19D Linearity of Frequency Display ......................... 20

HM5010 XY-board ........................................... 23Tuner ............................................................... 54Tracking-Generator .......................................... 25

E Alignment of HM5011 Tracking Generator ...... 26

Tracking-Generator ................................................. 28Tuner RA-Board ...................................................... 29Tuner RB-Board ...................................................... 30IF-Amplifier ............................................................. 31Main board ............................................................. 32X-Y Board ............................................................... 33FC-Board ................................................................ 34PA-Board ................................................................ 35CRT-Board .............................................................. 36Power supply Board ............................................... 37RA-Board ................................................................ 38Tracking-Generator ................................................. 39RB-Board ................................................................ 40Main board ............................................................. 41Main board ............................................................. 42XY-Board ................................................................. 43XY-Board ................................................................. 44FC-Board ................................................................ 45FC-Board ................................................................ 46PA-Board ................................................................ 47CRT-Board .............................................................. 48PS-Board ................................................................ 49PS-Board ................................................................ 50PS-Board ................................................................ 51Block Diagram HM5010/HM5011 .......................... 53


SPECTRUM ANALYZER

This HO500 computer interface offers the facility to transfer a calibrated frequencyspectrum from any HAMEG spectrum analyzer to a PC. The HO500 interface is a8 bit ISA BUS card installed in the PC, which transfers data via an interface cable.The software supplied allows a hard copy print out (including parameters) of thefrequency spectrum, in Windows Format. Signal aquisition occurs 2 to 3 times per

second.The picture consists of 10 bit vertical by approx 3600 point horizontal display. The PCmonitor display is in SVGA Format with 800 x 600 pixels. For comparisonmeasurements, a previosly stored reference curve can be recalled. The softwaresupplied works under Windows 3.1, 3.11 and WIN95. A simple XY analog output isrequired to connect the HO500 to the spectrum analyzer.

HO500 Computer Interface for HAMEG Spectrum Analyzer

Frequency Range 0.15MHz - 1050MHz.

4½ Digit Display (Center & Marker Frequency, 0.1MHz resolution)

–100 to +13dBm Amplitude Range, 20kHz, 400kHz and Video-Filter

Tracking-Generator (HM5011 only):

Frequency range: 0.15MHz - 1050MHz.

Output Voltage: +1dBm to –50dBm (50ΩΩΩΩΩ).

Evolution of the original HM5005/HM5006 has led to the new HM5010/

HM5011 Spectrum Analyzer/Tracking Generator which now extendsoperation over 1 GHz (frequency range 0.15 to 1050 MHz). Both fine andcoarse center frequency controls, combined with a scanwidth selectorprovide simple frequency domain measurements from 100 kHz/div. to 100MHz/Div.. Both models include a 4½digit numeric LED readout that canselectively display either the center or marker frequency. The HM5011

includes a tracking generator.The HM5010/5011 offer the same operation modes as the HM5005/5006.

The instruments are suitable for pre-compliance testing during developmentprior to third party testing. A near-field sniffer probe set, HZ530, can be usedto locate cable and PC board emission "hot spots" and evaluate EMC problems

at the breadboard and prototype level. The combination of HM5010/5011 withthe HZ530 is an excellent solution for RF leakage/radiation detection, CATV/

MATV system troubleshooting, cellular telephone/pocket pager test and EMC

diagnostics. There is an optional measurement output for a PC which makesdocumentation of results easy and affordable with the HO500 Interface.

Specifications

Frequency

Frequency range: 0.15MHz to 1050MHz (-3dB)Center frequency display accuracy: ±100kHzMarker accuracy: ±(0.1% span + 100kHz)Frequency display res.: 100kHz (4½ digit LED)Frequency scanwidth: 100kHz/div. to 100MHz/div.

in 1-2-5 steps and 0Hz/div. (Zero Scan)Frequency scanwidth accuracy: ±10%Frequency stability: better than 150kHz / hourIF Bandwidth (-3dB): Resolution: 400kHz and20kHz; Video-Filter on: 4kHzSweep rate: 43Hz

Amplitude

Amplitude range: -100dBm to +13dBmScreen display range: 80dB (10dB / div.)Reference level: -27dBm to +13dBm

(in 10dB steps)Reference level accuracy: ±2dBAverage noise level: -99dBm (20kHz BW)Distortion: <-75dBc; 2nd and 3rd harmonic

3rd order intermod.: -70dBc(two signals >3MHz apart)

Sensitivity: <5dB above average noise levelLog scale fidelity: ±2dB (without attn.) Ref.: 250MHzIF gain: 10dB adjustment range

Input

Input impedance: 50ΩInput connector: BNCInput attenuator: 0 to 40 dB (4 x 10dB steps)Input attenuator accuracy: ±1dB/10dB stepMax. input level: +10dBm, ±25VDC (0dB attenuation)

+20dBm (40dB attenuation)

Tracking Generator

Output level range: -50dBm to +1dBm(in 10dB steps and var.)

Output attenuator: 0 to 40dB (4 x 10dB steps)Output attenuator accuracy: ±1dBOutput impedance: 50Ω (BNC)Frequency range: 0.15MHz to 1050MHzFrequency response: ±1.5dBRadio Frequency Interference (RFI): <20dBc

Divers

AM-Demodulator output for head-sets.Permissible load impedance >8Ω

General

Display: CRT. 6 inch, 8 x 10 div. intern. graticuleTrace rotation: Adjustable on front panelLine voltage: 115 / 230V ±10%, 50-60HzPower consumption: approx. 20WOperating ambient temperature: 0°C..+40°CProtective system: Safety Class I (IEC 1010-1)Weight: approx. 7kgCabinet: W 285, H 125, D 380 mm

Subject to change without notice 5/96

Spectrum Analyzer HM5010 / HM5011

Accessories supplied: Line Cord, Operators Manual. Optional accessories, 50ΩΩΩΩΩ-feedthrough termination HZ22

Viewing Hood HZ47, Near Field Probe Set HZ530, Carrying Case HZ96-2, Transient Limiter HZ560


The HZ530 is the ideal toolkit for theinvestigation of RF electromagnetic

fields. It is indispensable for EMI pre-

compliance testing during productdevelopment, prior to third party testing.The set includes 3 hand-held probes

with a built-in pre-amplifier covering thefrequency range from 100kHz to over 1000

MHz.The probes - one magnetic field probe,

one electric field probe, and one high

impedance probe - are all matched to the50Ω inputs of spectrum analyzers or RF-

receivers. The power can be suppliedeither from batteries, Ni-Cads or through apower cord directly connected to anHM5010/HM5011 series spectrumanalyzer.

Signal feed is via a 1.5m BNC-cable.When used in conjuction with a spectrumanalyzer or a measuring receiver, theprobes can be used to locate and qualify

EMI sources, as well as evaluate EMCproblems at the breadboard andprototype level. They enable the user toevaluate radiated fields and perform shield

effectiveness comparisons. Mechanicalscreening performance and immunity testson cables and components are easilyperformed.

The H-Field Near-Field ProbeThe H-Field probe provides a voltage to

the connected measurement system whichis proportional to the magnetic radiofrequency (RF) field strength existing at theprobe location. With this probe, circuit RFsources may be localized in close proximityof each other. The H-field will decrease asthe cube of the distance from the source. Adoubling of the distance will reduce the H-field by a factor of eight (H = 1/d³); where dis the distance.

In the actual use of the H-field sensor oneobserves therefore a rapid increase of theprobe’s output voltage as the interferencesource is approached. While investigating acircuit board, the sources are immediatelyobvious. It is easily noticed which component(i.e. IC) causes interference and which doesnot. In addition, by use of a spectrum analyzer,the maximum amplitude as a function offrequency is easily identified. Therefore, onecan eliminate early in the development com-ponents which are not suitable for EMCpurposes. The effectiveness of countermeas-ures can be judged easily. One can inves-tigate shields for "leaking" areas and cablesor wires for conducted interference.

The High-Impedance ProbeThe high-impedance probe (Hi-Z) permits

the determination of the radio frequencyinterference (RFI) on individual contacts orprinted circuit traces. It is a direct-contactprobe. The probe is of very high impedance

Specifications

Frequency

Frequency range: 0.1MHz to 1000MHz(lower frequency limit

depends on probe type)Output impedance: 50 ΩOutput connector: BNC-jackInput capacitance: 2pF

(high imped. probe)Max. Input Level: +10dBm

(without destruction)1dB-compression point: -2dBm

(frequency range dependent)DC-input voltage: 20V max.Supply Voltage: 6V DC

4 AA size batteriesSupply-power of HM5010/5011

Near Field Sniffer Probes HZ 530

Supply Current: 8mA (H-Field Probe)15mA (E-FieldProbe)24mA(High imp.Probe)

Probe Dimensions: 40x19x195mm (WxDxL)Housing: Plastic; (electrically

shielded internally)

Package contents: Carrying case1 H-Field Probe1 E-Field Probe1 High Impedance Probe1 BNC cable (1.5m)1 Power Supply Cable

(Batteries or Ni-Cads are not included)

(near the insulation resistance of the printedcircuit material) and is loading the test pointwith only 2 pF (80Ω at 1 GHz). Thereby onecan measure directly in a circuit withoutsignificantly influencing the relationships inthe circuit with the probe.

One can, for example, measure the quan-titative effectiveness of filters or otherblocking measures. Individual pins of ICs canbe identified as RFI sources. On printedcircuit boards, individual problem tracks canbe identified. With this Hi-Z probe individualtest points of a circuit can be connected tothe 50Ω impedance of a spectrum analyzer.

The E-Field Monopole ProbeThe E-field monopole probe has the

highest sensitivity of the three probes. It issensitive enough to be used as an antennafor radio or TV reception. With this probe theentire radiation from a circuit or an equipmentcan be measured.

It is used, for example, to determine theeffectiveness of shielding measures. Withthis probe, the entire effectiveness of filterscan be measured by measuring the RFI whichis conducted along cables that leave theequipment and may influence the totalradiation. In addition, the E-field probe maybe used to perform relative measurementsfor certification tests. This makes it possibleto apply remedial suppression measures sothat any re-qualification results will be positi-ve. In addition, pre-testing for certificationtests may be performed so that no surprisesare encountered during the certification tests.

SC

ALE

= 1

0dB

/DIV

.

SC

ALE

= 1

0dB

/DIV

.

Frequency Response E-Field Probe (typical) Frequency Response H-Field Probe (typical)

SC

ALE

= 1

0dB

/DIV

.

Frequency Response High Impedance Probe(typical)

EMC-MEASUREMENT EQUIPMENT

Subject to change without notice


Attention! The opening of covers or removal of parts is likely to expose live parts and accessible terminalswhich can be dangerous to life. Maintenance, service and alignment should be carried out by qualifiedpersonnel only, which is acquainted with the danger involved.

When aligning the HM5010/5011 it is assumed that all sub-assemblies of the instrument are completely pretested andworking correctly. The tuner, IF-unit, and tracking generator should be pre-aligned. When aligning a HM5010, a separatetracking generator unit must be available and connected to the HM5010 for some specific adjustments.Prior to the alignment procedure, the instrument must warm up for 60 minutes.All adjustments are carried out by means of a plastic screw driver or a ceramic adjustment tool.

The alignment is divided into the following steps:A Checking of supply voltages D Linearity alignmentB Alignment of the tuner E Tracking generator alignmentC Alignment of the IF-unit F Check of overall adjustment

The numbering system is related to the respective pictures. Screen shots are designated as PIC1 HF-Synthesizer 100 kHz to 1000 MHz, i.e. HM 81332 BNC cable, BNC T-connector, 2 x 10dB attenuator 50 Ohm1 Voltmeter i.e. HM 8011-3

A Control and Adjustment of Supply Voltages

adjust: 12V to an accuracy of ±0.1V via Trimpot 4 PIC 1adjust: minimum brightness via Trimpot 2 PIC 1adjust: maximum brightness via Trimpot 3 PIC 1adjust: astigmatism via Trimpot 1 PIC 1

check: –12V tolerance ± 0.2Vcheck: +12V tolerance ± 0.1Vcheck: +5V tolerance ± 0.2Vcheck: –5V tolerance ± 0.2Vcheck: +38V tolerance ± 1Vcheck: +138V tolerance ± 1V

4

CRT-BoardPIC 1. PS-Board Instrument Rear Side

3 2 1

1 +138V2 +38V3 GND4 +5V5 +12V6 -12V

1

PIC 2. XYF-Board (partial)

1

The corresponding voltage test points to check direct voltage canbe measured at the measuring connector strip (see PIC 2).

Basic adjustment:When Y-pos. knob is snapped in on front board, adjust beamapprox. 2 mm below bottom graticule line via R801.

Alignment Procedure for HM5010/HM 5011


fig. 22 for HM5010

L 11

L 10

L 12

L 8

L 7

L 9

L 13

L 14L 4

L 3L 1

VR 3

VR 4 VR 2

VR 1

PIC 5

IF-Amp

Board

B Final Adjustment - Tuner

The tuner is already aligned by the factory. When changing the 1st mixer, it might be necessary to realign cavity filter:Set signal to 500MHz -27dBm to input, center frequency to 500MHz, Scanwidth to 0.5MHz, turn all three M3 screwsto max. amplitude. In case curve is not uniform, coils L1, L2, and L3 can be adjusted to maximum uniformity (fig. 22)by slightly bending them.

In case signal in frequency range is shacky, 2nd local oscillator might not be snapped in correctly. The correct snap-in of the PLL is visible via the lock detect LED (D2), which has to be lit constantly without flickering if PLL is snapped-in correctly.The oscillator signal has to be fixed (crystal dependent) at 1.32GHz, it may not drift.The PLL is snapped-in when the tuning voltage VT (measure at PAD1) is between 0.5 and 4.5V. The alignment willbring the tuning voltage to the center of the tuning range. VT of the 2nd LO has to be between 2V and 2.5V. Constantlycheck tuning voltage while aligning tuner.

Alignment is necessary in two cases: VT<2.0V and VT>2.5V.

• Case 1 VT<2.0VCorrection:a ) Solder all adjustment areas to connect trace from C1 to C2.b ) Remove excess solder at center conductor of resonator pad.

• Case 2 VT>2.5VCorrection:a ) Adjustment areas may not be soldered to connect trace from C1 to C2.b ) Add solder to resonator pad.

C Alignment of IF-Unit

Measurement setup: Apply two different signals to the input of the HM5011 via BNC T-connector and 10dBattenuators.

Adjust HM5010/5011: Center frequency to 500MHz; all attenuators on (–40 dB) Bandwidth400kHz; video filter off; scanwidth 0.5MHz/div.; marker off.

Adjust Tracking Generator: Attenuator –20dB; level max. (HM5011 only) RF-generator: frequency 500MHz; level –5dBm

The output voltage of the tracking generator is visible on the screen by an overlay of the fixed frequency. A "zero" pointis visible within the signal to the right or to the left of the 500MHz spectral line (fig. 23fig. 23fig. 23fig. 23fig. 23) (5011 only).

IF Filter Curve at 400kHz Bandwidth

align: Step 1 Align (with plastic screw driver) Coil L1 (PIC 5) to maximum output amplitude and symmetryto Y-axis.

align: Step 2 Align (with plastic screw driver) Coils 3 + 4 + 13 + 14 (PIC 5) to symmetrie to Y-axis. The "zero"point must be at the maximum (at 500MHz) (fig.fig.fig.fig.fig. 23).

align: Stept 3 If necessary, repeat step 1 and 2.

fig. 23 for HM5011


IF Filter Curve at 20kHz Bandwidth (HM5010)

align: Step 1 Align (with plastic screw driver) Coils L7+8+9+10+11+12 until "zero" point is exactly centeredat 500MHz (as with 400kHz Bandwidth).Watch for symmetry of Filter Curve.

IF Filter Curve at 20kHz Bandwidth (HM5011)

Pre-Alignment: Remove T-connector. Connect tracking generator module directly to the input of the HM5011. Turnoff attenuators on tracking generator module and on HM5011 (0 dB). The output voltage of the tracking generatormodule is now visible as horizontal line (with slight ripple).

adjust: Step 1 Adjust (with plastic screw driver) Coils 7 + 8 + 9 + 10 + 11 + 12 to maximum screen heightof displayed output voltage. Add attenuators of HM5010/5011 as soon as "line" has reached themiddle of the screen (–30 dB).

adjust: Step 2 This alignment has to be performed repeatedly in order to optimize settings.

Fine Alignment: Connect BNC-T-connector again as in the beginning of the IF alignment. Set attenuator of trackinggenerator module to –20dB, scanwidth to 0.5 MHz/div. If necessary, re-adjust center frequency(adjust 500MHz spectral line to screen center). "Zero" point is now visible to the right or to theleft of screen center (amplitude maximum) (fig.fig.fig.fig.fig. 24).

adjust: Step 1 Align (with plastic screw driver) Coils L7+8+9+10+11+12 until "zero"point reaches maximum. Watch for symmetry of Filter Curve.

adjust: Step 2 This alignment has to be performed repeatedly in order to optimizesettings.

IF Gain - Adjustment of different Bandwidths

Set scanwidth to 0.2MHz/div. Switch bandwidth repeatedly between 400kHz and 20kHz. The distance between theoutput voltage (line) of the tracking generator and tge 400MHz amplitude may not vary. If the amplitude values donot match exactly, adjust by means of R-trimmer VR2 (PIC5)VR2 (PIC5)VR2 (PIC5)VR2 (PIC5)VR2 (PIC5).

Linearity of IF-Amplifier Gain

The linearity of the IF-amplifier gain has to be checked through the entire display range. Apply a 400MHz (-27dBm)signal directly to the input of the HM5010/5011. Adjust scanwidth to 5MHz/div, release attenuator switched (0 dB),select filter bandwidth of 400kHz. The spectral line should reach the upper screen edge. Use attenuators to reducesignal in 10db steps, whereby each individual attenuation step has to reduce the level by 10dB ±1dB. In case deviationis as follows:

- A the drop of the individual attenuation steps is larger than 10dB ± 1dB, or

- B the drop of the individual attenuation steps is smaller than 10dB ±1dB, the linearity of the attenuators has to beadjusted as follows:

Set attenuator to -40dB. Adjust spectral line exactly to -40dB (center line) via VR1, VR3, VR4. Then set attenuatorsback to 0dB und adjust spectral line by means of trimpots VR802A and VR801 (XY board) to zero point and baseline to bottom graticule line. This procedure has to be repeated until the settings at -40dB and 0dB are correct.

D Linearity of Frequency Display

Settings for HM5010/5011: Center frequency at 500MHz; all attenuator switches released; filter bandwidth400kHz; video filter off; scanwidth to 100MHz/div.; marker off.

Measurement Setup: Apply signal of 500MHz –27dBm to input of HM 5010/5011.

Check: Basic setting: The HM5010/5011 has to be adjusted that the noise level touches the bottom graticuleline. The spectral line of 500MHz -27dBm reaches the top graticule line and is situated in the center ofthe screen. Adjust 500MHz spectral line exactly to screen center via X-pos knob (on front of the unit).

Check: Upper frequency limit: Check if frequency of minimum 1050 can be set as center frequency.

fig. 24


fig. 7

Adjust HM5010/5011 to basic setting (see above). Apply input signal of 100MHz, level +7dBmOverriding the input allows for the harmonics of the input signal to become visible (fig. 7)fig. 7)fig. 7)fig. 7)fig. 7). Thissimplifies the adjustment of individual spectral lines in horizontal direction.

adjust: Spectral line at 400MHzTurn X-ampl. knob on front of instrument to have the 4 spectral lines matched withthe corresponding graticule lines on the screen(fig. 8fig. 8fig. 8fig. 8fig. 8).

adjust: Spectral line at 100MHzWith Trimpot RV171 align to match this spectral line with the correspondinggraticule line on the screen (fig. 9fig. 9fig. 9fig. 9fig. 9).

adjust: Zero PeakWith Trimpot RV173 align to match this spectral line with the correspondinggraticule line on the screen (fig. 9fig. 9fig. 9fig. 9fig. 9).

adjust: Spectral line at 600-1000MHzWith Trimpot RV186 adjust to match 700MHz to the correct graticule line.

adjust: Spectral line at 800 MHz;With Trimpots RV181 + RV183 for 900MHz and RV197 for 1000MHz (PIC 3)adjust to match this spectral line with the corresponding graticule line on thescreen.

adjust: Beam lengthWith Trimpot RV101 adjust beam to end approx. 1mm beyond the right CRTboundary (graticule) (Fig. 11 Fig. 11 Fig. 11 Fig. 11 Fig. 11 - base line too short) (Fig. 10 Fig. 10 Fig. 10 Fig. 10 Fig. 10 - 300 to 1000MHz spectral lines not correct )

Set Trimpot RV113 that frequency will notdisplay below 990MHz when center frequencyis set to lowest frequency

RV 173

RV 171

RV 197

RV 186

RV 181

RV 183

RV 149

RV 112

RV 101

PIC 3 - MB-Board

fig. 11

fig. 8

fig. 9

fig. 10

RV113


VR 3

L 11

L 10

L 12

L 8

L 7

L 9

L 13

L 14L 4

VR 4

L 3L 1

RV 113

RV 101

RV 173

RV 171

RV 197

RV 186

RV 181

RV 183

RV 149

RV 112

PIC 3 - Main-Board

Adjust Marker.Settings on HM5010/5011: Center frequency to 500MHz, all attenuators in off position, filter bandwidth to 400kHz,video filter off.Scanwidth to 100MHz, Marker on.Signal 100MHz +7dBm.Adjust Marker to 500MHz display and set to 500MHz mark on screen via RV149 (PIC 4).Turn Marker left to max. and adjust to 990MHz via RV112.

VR 2

VR 1


RV

802

A

RV

801

1 +138V2 +38V3 GND4 +5V5 +12V6 -12V

1

XY-Board


Tuner

M3

Scr

ews

Ca

vit

y -

Fil

ter

M3

Scr

ews

Ca

vit

y -

Fil

ter

1st

Mix

erM

PAD

1C

1 C

2


MPA

D2

C68

C69

RV

4R

V3

Tracking-Generator


E Alignment of HM5011 Tracking Generator

1. Required Instruments:

1.1 Spectrum Analyzer - minimum 1000MHz1.2 Completely assembled HM50111.3 Multimeter to measure DC voltage1.4 Oscilloscope, i.e. HM3031.5 Coax cabel

2. Preparation:

2.1 Assemble Spectrum Analyzer completely (without case).2.2 All sub-assemblies have to be pre-checked.2.3 HM5011 has to be warmed up.2.4 Connect VCO output of RA board to VCO input (MCX connector).2.5 Connect 12MHz reference clock of TG board to RCA connector ST1 on RB board.

3. Check Signalling Lines

Cable connection W1

Pin Nr. Description Signal1 -12V Supply OP2 +12V Supply3 +5V Supply PLL

4. Check Supply and Bias Voltages

Comp.Nr. Pin Nr. Description VoltageC1 1 1. VCO Amp. +5.8 VC2 1 2. VCO Amp. +5.8 VC11 3 fix LO Amp. +5.9 VC6 5 Var. Amp. +5.6 VC9 3 1. Power Amp. +3.6 VC12 3 2. Power Amp. +4.8 V

5. Alignment of fixed LO

5.1 The 2nd LO oscillates at a frequency of 1.35 GHz. The level at the mixer input IC3 Pin2 is -17dBm. Oscillationof the 2nd LO can also be measured with the H or E-Field Probe (HZ530).

5.2 Lock-Detect LED (D4) will confirm the correct PLL lock when lighting up without flickering or going out.The oscillator signal has to remain fixed crystal dependent) at 1.35GHz and may not drift. PLL is locked if tuningvoltage VT (measure at PAD2) is between 0.5 and 4.5V. Align tuning voltage to medium tuning range. VT offixed LO should be between 2 and 2.5V. The tuning volage has to be check constantly during alignment.Place coax resonator CR2 bottom side to the edge of soldermask next to center conductor, and solder on theleft and the right side.

5.3 Alignment is necessary in two cases: VT<2.0V and VT>2.5V.

• Case 1 VT<2.0VCorrection:a ) Solder all adjustment areas to connect trace from C1 to C2.b ) Remove excess solder at center conductor of resonator pad.

• Case 2 VT>2.5VCorrection:a ) Adjustment areas may not be soldered to connect trace from C1 to C2.b ) Add solder to resonator pad.


6. Control of fixed LO-Level

6.1 To check 2nd LO-level, cap C20 (22pF) has to be removed and 50Ohm Coax-cable has to be connected to -13dB attenuator of output. Connect other end of coax cable with adequate test analyzer.

6.2 Adjust test analyzer to 1.35 GHz center frequency; the LO-level to be measured has to be -17dBm (±1 dB)(consider attenuation of cable).

6.3 If cap is not removed and coax cable is connected parallel to mixer to the VCO-branch, a level of approx. -24dBm (±1dB) should be measured due to decreased load resistance.

7. Check of VCO

7.1 Adjust HM5011 to Zero Scan, center frequency to 500MHz.7.2 Remove Cap C14 (22pF), connect one side to attenuator output, other side stand up in the air.7.3 Connect Cap side sticking up in the air to center conductor of 50 Ohm cable. Solder shielding of cable directly

next to Cap to ground. Connect other end of Cap to Analyzer input (i.e. Advantest R3361A). Start 1.35GHz -Stop 2.35GHz reference level: 0dBm.

7.4 VCO signal which can be observed on the test analyzer has to shift according to center frequency (tuningvoltage). Tuning range has to be at least from 1350 to 2350 Mhz. continuously and without interruption. Itshould not go under absolute level of +7dBm (coax cable of 1 mtr. has 1-2 dB of attenuation at 2GHz). Levelhas to be between +7 dBm and +10 dBm.

7.5 Connect coax cable parallel to 1st mixer to VCO-branch. A level of +5 dBm to +8 dBm due to decreased loadresistance over frequency band.

8. Check of Attenuators:

8.1 Set -30dB attenuation to Tuner and to 0dB attenuation to TG.8.2 Set Center Frequency to 500MHz, 100MHz/Div. span.8.3 Connect tracking generator to tuner input.8.4 TG-line has to be visible.8.5 Switch on additional attenuators. Attenuation for each attenuator switch has to be 10dB (±1 dB)

9. TG Level Adjustment:

9.1 Connect TG to reference analyzer.9.2 Set HM5011 to Zero Scan and 500MHz Center Frequency.9.3 Release all attenuator buttons of TG (0-dBm) and turn TG-level to maximum.9.4 Adjust amplitude to +1dBm with Pot RV4 on TG.9.5 turn TG-level to minimum.9.6 Adjust amplitude to -10dBm with Pot RV3 on TG.9.7 Amplitude has to be adjustable now between +1dB and -10dB.

10. Final Check

10.1 Position of TG-level has to align in both bandwidths (400kHz and 20kHz). If necessary, align with IF-Amp.10.2 TG-level knob has to be adjustable from +1 to -10dBm.


Tracking-Generator


Tuner RA-Board


Tuner RB-Board


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