HP8563E频谱分析仪的故障分析与检修

HP8563E频谱分析仪的故障分析与检修
中国电子科技集团第38研究所刘辉
解剖一台HP8563E频谱分析仪在测量信号时,所测的信号幅度不准,比实际值小很多。比如在测频率为300MHz、幅度为0dBm的信号时,所测的信号幅度比实际值小20dBm左右。
对于频谱分析仪的此类故障,不要着急打开仪器盖维修,首先要检查操作是否正确。如正确后,再根据故障现象结合电路分析来判断仪器哪部分出了故障。根据此机的故障现象,初步判断是仪器的射频部分出了故障。我们由图1可以看出,仪器的射频部分由程控衰减器A9、电调滤波器A10(YTF)、电调振荡器A11(YTO)、低端混频器(A8)、两个低通滤波器(FL)、第二变频器A13、本振开关分配放大器A7(SLODA)组成。
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由图1可以看出,射频部分的基本工作原理为;信号从仪器的输入端输入后送到程控衰减器,再送到YTFA10(内含电子开关、调谐滤波器、混频器),在这里信号被分成两路,一路9KHz~2.9GHz的低端信号(用加黑粗线)经YTF 的电子开关切换到低端输出,再送到第一个低通滤波器FL1(该低通滤波器的截止频率为2.9GHz,作用是确保2.9GHz以下信号通过),经过滤波后的信号再送到低端混频器,在这里低端信号与A7送来的低端本振信号经过低端混频器混频后得到一频率为3.9107GHz的信号,此信号再经过第二个低通滤波器FL2(该低通滤波器的截止频率为4.4GHz)滤波后,送到第二变频器A13。而另一路信号(高端信号2.75GHz~26.5GHz用虚线表示)送到YTFA10后,经过电子开关切换到高端输出并经过滤波后,与A7送来的高端本振信号经YTF里的混频器混频后得到频率为310.7MHz的中频信号,此信号直接送到第二变频器A13。电调振荡器A11的作用就是产生一个频率范围为3.0GHz~6.81GHz的本振信号。本振开关分配放大器A7的作用就是将来自YTO的本振信号,根据从仪器输入端所输入的信号来切换电子开关,切换到低端本振或者是高端本振输出,并且将此本振信号放大。同时该模块还输出第一本振信号(1ST LO),此信号直接连到仪器的前面板的接口J4,专门用于检测。
了解仪器射频部分的原理后,就可以采取一定的维修方法来检修故障,针对此仪器测量信号幅度不准的故障,可以采取给仪器加高低端信号的方法来检修。用信号源给仪器输入一个频率为300MHz、幅度为0dBm的低端射频信号,同时将频谱仪的中心频率(CENTER FREQ)设置为300 MHz,频率间隔(SPAN)设置为20MHz,参考电平(REF LVL)设置为0dBm。设置好后,发现所测信号幅度为
-20dBm左右,比实际值小很多。再给仪器输入一个频率为10GHz、幅度为0dBm 的高端信号,同时将频谱仪的中心频率设置为10GHz,设置好后,发现所测信号幅度为-15 dBm左右。根据所测数据,这说明给仪器输入高低端信号,所测的信号幅度都比实际值小,这说明射频部分存在开路故障。再加高端信号时所测的信号幅度要大,是因为信号可以通过电路分布电容耦合通过。由于所测的高低端信号的幅度都比实际值小,这说明故障出在公共部件上,所以判断是程控衰减器或者是衰减器驱动电路出了故障,故需重点检查程控衰减器A9。
关机将仪器盖打开,取下程控衰减器A9。该衰减器的原理图见图2。
产品诉求
图2
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由图2可以看出,该衰减器是一个70dBm的衰减器,它由3个20dBm和一个10dBm的衰减网络组成。将衰减器封盖打开,发现衰减器上有四个继电器,这4个继电器分别负责10dBm、20A(dBm)、 20B(dBm)、20C(dBm)这四组衰减电路的控制。然后通电检查,以此判断是衰减器还是衰减器驱动电路出了故障。用一台信号源给该机输入范围-70dBm~0dBm不同幅度的信号。检查发现衰减器的4个继电器始终能正常运作,这说明衰减器驱动电路正常,故障出在衰减器本身。将衰减器拆开,发现该衰减器有3个负责衰减20dBm的网络电阻,1个负责衰减10dBm的网络电阻,网络电阻有4个接触端,其中上下为接地端,左右为输入、输出端。用万用表测量网络电阻的阻值,首先测量负责衰减20dBm 的网络电阻的阻值(表笔接输入、输出两点),发现所测阻值为75Ω左右,其它2个也是这个阻值,这说明3个衰减20dBm的网络电阻都正常。再测负责衰减10dBm的网络电阻,发现阻值无穷大(正常值为50Ω左右),说明该网络电阻已烧开路。将损坏的10dBm的网络电阻拆下,同时换上一个好的10dBm的网络电阻。网络电阻采用的是陶瓷片上镀金加炭膜工艺,体积比较小,所以在拆卸和装配网络电阻的时候,要特别小心,以免划伤或损坏网络电阻。换好衰减10dBm 的网络电阻后,重新将衰减器装好并装回原位。开机再检查,用信号源给仪器输入不同频率、不同幅度的信号,检查发现所测信号的幅度跟实际值基本一样,这说明故障已解决。
故障排除后,再开机连续工作4小时,故障再也没有出现,说明该机工作已正常。
负压病房

本文发布于:2024-09-24 16:25:28,感谢您对本站的认可!

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