Ein Dauerabonnement: Instandhaltung des eigenen Meßgeräteparks in der Kellerwerkstatt

Angefangen von der Ehefrau über die Kinder und die Katze bis hin zum Meßpark in der Kellerwerkstatt will alles gestreichelt und gepflegt und in Ordung gebracht werden, wenn keine Störungen auftreten sollen.
Deshalb folgen hier in unregelmäßiger Folge die aktuellen Tipps nach einer Reparatur, wenn wieder mal eines der doch schon etwas betagten Meßgeräte ächzend den Dienst quittiert hat. Ich nehme an, dass auch andere Tüftler genau so viel (oder wenig) Geld für das Hobby zur Verfügung haben wie ich und deshalb ebenfalls mit Geräten der letzten oder vorletzten Generation werkeln (müssen). Und solche Geräte gleichen sehr wohl der Ehefrau: mit Liebe und Aufmerksamkeit, verbunden mit engagierter Zuwendung im Schadens- oder Kummerfall biegt sich das alles wieder zurecht und läuft wieder (sozusagen lauthals schnurrend) seinen Gang.

Hinweis: Die Reparaturberichte und Tipps werden -- nach Gerätetyp sortiert -- nacheinander aufgelistet.
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Vektorieller Network-Analyzer hp 8410
(Grundgerät mit Sichtgerät-Einschub)

Kurzinformation:
Sehr zuverlässiges Gerät, enthält noch keinen einzigen IC (nur Transistoren und Dioden neben den üblichen Bauteilen) und ist deshalb im Prinzip auch in 20 Jahren noch reparierbar. Sehr ausführliches, dickes Manual, ohne Probleme gut zu finden. Was man sich aber ausreichend an Lager legen sollte, sind Sichtgeräte-Einschübe (wegen der Bildröhre). Die Röhre lebt zwar sehr lang, wird aber nach vielen Betriebsstunden immer matter und dunkler. Sehr häufig angeboten wird das "Rectangular plot display", sehr selten (..gleich zufassen!...) dagegen das Polardisplay. Es gibt auch noch ein weiteres Display (nur) mit einem Zeigermeßgerät, aber das ist wohl recht ungeliebt und noch viel seltener.

Bisherige Reparaturen:

a) Schon mehrfach an verschiedenen Grundgeräten erlebt: sehr schlechte Synchronisation ("Stability"), obwohl das Zeigerinstrument genügend Eingangspegel über den gesamten gesweepten Bereich anzeigt und der Schalter für den Sweep-Bereich in der richtigen Position steht. Fehlerursache war in ALLEN Fällen eine defekte Diode im Quartett des 20 MHz-Phasendetektors (entweder im Referenz- oder Meßkanal....ist völlig wurscht). Es handelt sich hierbei um sehr schnelle Si-Schaltdioden (750 ps), die nicht mehr aufzutreiben sind. Mit etwas Nachdenken habe ich es aber nun soweit gebracht, dass ich sogar anderen Leuten von meinem Vorrat abgeben kann: ich habe alle 8 Dioden rausgelötet und sie einfach durch 8 moderne Schottky-Dioden vom Typ BAT42 ersetzt. Wer also Originaldioden haben möchte....

b) Bei einem weiteren, billlig auf dem HAMRADIO-Flohmarkt als defekt erstandenen Grundgerät 8410 war der Frequenzgang schon bei der S11-Prüfung mit einem Leerlauf (= nix angeschlossen) sehr schlecht (auf Schwäbisch: "saumäßig"). Die Fehlersuche förderte folgendes zutage: Im Referenzkanal befindet sich ein Gleichrichter zur Messung der Spannungsamplitude (... die sieht man ja dann auch am Zeigerinstrumentchen). Außerdem wird damit eine AGC gespeist, um unabhängig von der Amplitude der Ausgangsspannung des verwendeten Sweepers zu sein (...siehe Instrumentenanzeige). Der eigentliche raffinierte Dreh ist nun, dass man die AGC-Spannung gleichzeitig dem Messkanal zuführt und voraussetzt, dass beide Kanäle sich identisch verhalten. Auf diese Weise wird der Eigenfrequenzgang des Messkanals mit ausgeregelt. Die AGC greift nun in beiden Kanälen bei einem Verstärker mit einem Transistor ein und verändert den Arbeitspunkt einer dort als Emitter-HF-Gegenkopplungswiderstand dienenden Diode. Und diese Diode im Messkanal war (mal wieder....) unterbrochen. Zum Glück handelt es sich hier um eine schlichte 1N914, das gibt eine billige Reparatur.

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Sampler hp 8411

Kurzinformation:
Reparatur nur für erfahrene und pingelige Leute, denn es handelt sich im HF-Zweig meist um "Freiluft-Verdrahtung", die man beim Reparieren nicht allzu sehr verbiegen darf. Recht zuverlässig, aber wer direkt auf die APC 7 - Eingangsbuchse des Referenz- bzw. Meßkanals mit dem Finger drauflangt, kann sich gleich mal die Samplerdioden durch Statische Aufladung zerschießen. Furchtbare Reparatur mit unzähligen Schrauben! Etwas warm wird es oft der Vorstufe und den folgenden 6 (!!!) parallelgeschalteten Treibertransistoren für die Step-Recovery-Diode zur Erzeugung des Sample-Pulses (VCO-Frequenzbereich: 64 bis 150 MHz). Erstaunlicherweise gibt es aber hier kaum Ausfälle. Entgegen den Manualempfehlungen sucht man aber im gesamten 64 - 150 MHz-Teil die Fehler besser mit einem schnellen modernen Sampling-Oszi (den es damals noch nicht so häufig gab) und nicht mit dem Spectrum-Analyzer. Die Step-Recovery-Diode ist erstaunlich gutmütig und zuverlässig. Sie sitzt unter der großen Kunststoffplatte zur Abdeckung des Stripline-Schaltungsteils, deren 9 Schrauben nur zum Wechseln der Diode gelöst werden müssten. In der Platte hat es nämlich zwei hübsche kleine Löchlein, durch die man sowohl das Ansteuersignal der Recovery-Diode wie auch den erzeugten Puls für die Sample-Dioden direkt messen kann (Diese Information steht leider nicht im Manual....).

Wer sich tatsächlich im Fehlerfall an die Samplerdioden heranwagen will, der hat was vor sich und sollte unbedingt folgende Hinweise und Warnungen beherzigen:
Als erstes genau das Kapitel im Manual sorgfätig studieren! Dort gibt es sogar Querschnitts- und Montagezeichnungen für den Samplekopf mit genauer Anleitung beim Vorgehen! Es ist nämlich nicht egal, welche Diode man zuerst ausbaut, denn bei einer ist ein kleines Federchen drin, das die Diode gegen die als Mittelleiter dienende hauchdünne Streifenleitung (= ganz dünnes Goldblech) drückt. Baut man nämlich die zweite Diode zuerst aus, dann drückt die Feder die erste Diode nach oben und reißt den dünnen Goldblechstreifen ab. Dann gilt: Gute Nacht, du lieber Sampler! Damit die Sache trotzdem nicht zu einfach wird, befindet sich zwischen der Diode ohne Feder und dem Mittelleiter eine Distanzscheibe, deren Dicke man unter dem Mikroskop bei eingebauter Diode bestimmen soll (Prinzip ist einfach: die Distanzscheibe soll bei dieser eingebauten Diode ganz leicht gegen den Goldstreifen drücken, damit die andere Diode mit ihrem Federchen keinen Schaden anrichten kann und so alles sauber in der Mitte zentriert ist. Viel Spaß...ich bin mit meinem ersten defekten Sampler noch nicht soweit, da dort beide Dioden elektrisch zerschossen sind (...ebenfalls billig auf dem HAMRADIO-Flohmarkt erstanden).

Nun noch ein Hinweis, der bei mir zur erfolgreichen Reparatur eines defekten Samplers innerhalb von 30 Sekunden geführt hat: Im Verbindungskabel vom 8411-Sampler zum Grundgerät 8410 laufen die 20MHz-Samplersignale in dünnen Koaxkabeln. Und im Verbindungsstecker sind dann hauchdünne, kleine Koax-Steckverbindungen vorgesehen. Wer nun den Stecker unsanft oder ohne Gefühl oder leicht verkantet in die Buchse am 8410 steckt und anschließend die Überwurfmutter anknallt, hat schnell einen dieser feinen goldenen Innenleiter verbogen und bekommt dann keine Anzeige auf dem Schirm. Zur Reparatur guckt man mit der Lupe in den Stecker und richtet ggf. den Innenleiter mit einer feinen Uhrmacherpinzette wieder gerade.
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Schlumberger Synthesizer FS30

Bei diesem Neuzugang handelt es sich sozusagen um ein ungeliebtes Aschenputtel auf dem Markt -- man bekommt es folglich sehr billig angeboten. Hervorragende Daten (Frequenzbereich 300 Hz bis 32 MHz mit einer Auflösung von 0,1 Hz und einer Langzeitstabilität von bis zu 10exp -9) sind schon eine tolle Sache. Dafür ist das Aussehen und die Bedienung recht gewöhnungsbedürftig: jede einzelne Stelle der Frequenz wird an einem eigenen Drehknopf mit Skala unter Kontrolle der Synchronisation mit einem kleinen Zeigerinstrumentchen eingestellt. Sobald aber die Kiste fertig repariert und poliert auf dem Tisch steht und ihren Dauerlauf absolviert, dann freut man sich an dieser hochpräzisen Signalquelle in der Werkstatt und gibt sie nicht mehr her.
Was gibt es daran zu reparieren? Bei nunmehr zwei Geräten im Bestand (...das zweite mußte ich bei Ebay dazunehmen, um an das Servicemanual heranzukommen....) zeigte sich derselbe Fehler: die Ausgangsspannung war viel zu klein und ließ sich nicht auf den in den Spezifikationen angegebenen maximalen Wert von 1,3 V an 50 Ohm bringen. Ich will es kurz machen: Zur Frequenzaufbereitung wird mit Frequenzvervielfachung gearbeitet und deshalb hat es da etliche Schwingkreise im Signalweg, bevor der Ausgangsmischer die eigentlichen gewünschten Frequenzen zwischen 300 Hz und 32 MHz erzeugt. Und die Spulenkerne in diesen Filtern altern und damit verstimmen sich die Kreise! Folglich mußte ich unter Beobachtung des Pegels am Instrument für die Ausgangsspannung die Spulen sämtliche Schwingkreise im Vervielfacherweg nachgleichen. Kein Problem, nur Arbeit....und hinterher reinigt man vor lauter Freude das Gerät gewissenhaft mit Isopropylalkohol und Benzin, um alle Schmutzflecken und alten Kalibrieraufkleber wegzukriegen.
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