看看一台频谱仪的结构,修了一天一夜才修好
12112007/08/12电子技术 IP:四川

这台日本安立公司制造的中档频谱仪出现了问题。主要表现是:频率不准,读数偏高3MHz左右,偏高的数额不等,开机后频率有漂移。连续调整频率,显示频率已经调整,但谱线不动,必须经过一定频率的差距之后,谱线才突然跳动一下。因此,仪器已经无法使用。

仪器上盖板打开后的情况。



由于没有资料,按照猜测的原理来理解仪器的电路:即PLL电路产生一个信号,作为参考去修正YIG的中心频率。

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~~空空如也
1211 作者
17年6个月前 IP:未同步
21282

分析故障现象,从频率必须调整一定额度以后才跳跃性增长的现象看,有可能是频率合成器与CPU之间的数据通道被摔坏了,接触不良,当然这必须了解仪器第一频率合成器的原理才能做出定论。从频率误差达3MHz,而且误差的大小不定,开机后随着机器温度升高漂移的现象看,应该是频率合成器本身故障,仅仅依靠YIG产生的信号发生了漂移。最可能的原因,要么是PLL锁定但不确定频率,要么就是PLL失锁。

综合故障现象看,PLL失锁的可能性最大。不过不知为什么这机器失锁了居然都不报警。

[s:9]LL控制和扫描驱动板在从下数第三张。


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1211作者
17年6个月前 IP:未同步
21283

用示波器检查鉴相器输给YIG控制板的波形。




[此贴子已经被作者于2007-8-12 22:50:35编辑过]


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1211作者
17年6个月前 IP:未同步
21284

失锁的原因很多,也是频率合成器最常见的故障现象,结合被摔过这种情况,这里可能的原因有:

本振晶体故障;参考VCO参数变化;参考VCO控制电路参数变化;YIG老化;PLL参数变化或者损坏等。

频率合成器的参考晶振,为高稳定度恒温晶振。


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mass_lynnxy
17年6个月前 IP:未同步
21285
厉害了,呵呵。。网上对这个东西的资料太少,到原公司网站上也只有简短几页的操作说明,还不是本型号,是最近产的同类型号的说明书。
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1211作者
17年6个月前 IP:未同步
21286
由于没有电路图,只有从机器入手分析电路。首先打开第一频率合成器主VCO的第一层屏蔽,里面是一个完全密封的金属罐(确切的说是YIG振荡器,依靠电流控制频率),上面有射频输出,还有若干的控制信号输入。断开输出,接射频频率计。频谱仪中心频率设置为0MHz,SPAN先设置为10MHz,测量VCO控制电压值。以后再逐步设置为1MHz、100KHz等。经过测试发现,该VCO的最低工作频率在2.5GHz左右,有两个控制电压输入口,一个负责10MHz以上SPAN的粗调,一个负责10MHz以下的细调,以保证精确调整。但1MHz以下的调整,不在这个VCO产生。通过测试认为,这个VCO应该是好的。

这个VCO又有扫描电压,说明鉴相器、扫描控制器等有都在工作。问题要么出在负责1MHz以下SPAN的扫描发生器上,要么是上述VCO的调整电压偏差太大,要么是鉴相器性能恶化。首先排除其它VCO或者调频器的问题。为此,拆下机器底部高频部分的屏蔽进行观察。底部屏蔽拆开前 拆开后

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1211作者
17年6个月前 IP:未同步
21287

拆开后,发现下面有两个可以亮的二极管,但没有亮,按照日本人设计设备的一贯风格,应该表明机器没有检测到失锁。但经过仔细观察,发现该机频合为多环结构,而主PLL环路居然没有失锁指示灯。也就是说,可能只有这一个环失锁,而这个环的VCO正好就是上面检查过的那个VCO。

主PLL环一角(环滤)


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mass_lynnxy
17年6个月前 IP:未同步
21288
呵呵,,不好意思,,打断了直播。。。
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1211作者
17年6个月前 IP:未同步
21289

那么VCO控制电压偏差太大或者主锁相环性能恶化这两个原因是目前最有可能的。前者发生的可能性不大,那么实际上最大可能是主PLL中哪个地方出了问题,造成给予VCO控制板的信号不正常、对锁定以及相位方向不灵敏。当然也可能是VCO控制板有问题,不过这种可能性比较小,因为VCO的控制电压确实是正常输出的。

再次开机检查仪器,发现实际上频谱仪的频率就是VCO的频率,主PLL根本就没有起作用,而VCO按照控制信号进行工作,输出频率距离正确的频率仅差3MHz,这个值相对来说很正常,说明VCO、VCO控制电压都是比较正常的。这就进一步说明了问题应该是主PLL的性能恶化。

换一个角度。


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1211作者
17年6个月前 IP:未同步
21290

调整7楼图片中的电感、电容,晕,居然没有动静,可能问题就出在这个“没有动静”上吧。由于没有任何维修资料,该板上几个TP点的电压都无从知道,因而很难具体判断故障位置。能不能忽略这个故障,也让仪器基本恢复正常呢?

这里已经认为,是PLL的性能变坏,使得锁不住或者发生鉴相信号幅度不够之类情况。让一个性能变坏的PLL锁住,还有一个办法就是减小VCO的输出频率误差。

按照上述思路,应该将VCO控制板拔出,调整控制电压基准的微调电阻。先将中心频率设为0MHz,span设置为10MHz,观察零频误差方向,发现是偏高约3MHz。拔出控制板,向一个方向调一点点(大约5度),插入,开机看零频,超出SPAN范围。加大SPAN,发现零频偏高20多MHz。——调反了,而且非常敏感。拔下板子,换个方向调,这次调1度,开机,零频恰好被锁住为0MHz,减小SPAN到10KHz,零频仍然在中间。PLL正常锁定,频谱仪应该恢复正常了。

补几张图片






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1211作者
17年6个月前 IP:未同步
21291

用信号源输出100MHz,500MHz,都能够正常分析,可是到了800MHz,问题依旧。这说明,采用校正VCO的方式来弥补PLL变坏的损失,起到了一定效果,但是弥补毕竟是不理想的。仪器开机1小时后,因为发热,VCO参数略有变化,在800MHz也能锁定了,但是在1800MHz还是老毛病。

从上述现象看,再仔细调调VCO,调到最好状态,可能照顾到1800MHz是有希望的。但是没有任何调试电缆,无法在开机状态下调整,只有把板子拔下来,调一点点,再插进去试。这办法也够笨的。如此拔插了可能有N次吧,经过了六七个小时,还是没有调出一个理想值来,最多只能照顾到1千来MHz。

晕。看来只有暂时放弃修理了,待找到资料,把PLL好好修一修。实际上通过调整各个调整点,在整个频带内锁住没有啥大问题,PLL芯片性能发生变化的可能性微乎其微。不过没有资料,各个调整点是调什么的也不清楚,看电路板会很头痛,任何一个地方都不敢随便调。

虽然不很正常,但可以将就用。进行内部校准后,用标准信号源比对,电平测量还是比较准确的。

这张图是联通公司CDMA手机基站发射的信号频谱。

这张图是信号发生器发出的CW信号

完。

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全能杀手
17年6个月前 IP:未同步
21292
看来产品没做抗冲击性检验
设计时对此考虑也不够
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slof
17年6个月前 IP:未同步
21293
日本机器的内部构造都有其相似性,熟悉机器的基本一看线路板就能知道是日本制造,感觉工艺和用料比HP和R/S还有不少差距,估计主要还是为了节省成本,这也是我不喜欢日本设备和仪器的原因。
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thesnake
17年6个月前 IP:未同步
21294
好复杂。。。汗
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HK007
17年5个月前 IP:未同步
21295

看过一些国外的线路板,M佬的做工用料都比较好,尤其体现在线路设计上,无论是保护,屏蔽,走线等都很扎实,可能是认证和检测比较严格的原因,日本的板子设计比较紧凑,总体比M佬的要差点,西德的板子俺个人认为在工艺方面是最好的,用料也最皮实,用的元件设计余量留的很大,一般西德的东西用个几十年都不是问题.

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csclz
16年9个月前 IP:未同步
31618
1211真不错,学习
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3636618
16年9个月前 IP:未同步
31806
你牛 根本学不到什么
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cimatron1
16年6个月前 IP:未同步
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good
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