拆解一台HP8673D射频信号源
论坛上一位大神搞了一台HP8673D故障机,寄给我修理。

痛苦的取货过程就不多说了,总之这机器接近50公斤重,我尝试了两次都没能把它搬上车,最后拆了包装才勉强弄上去。

HP8673D是惠普公司上世纪80年代中期研制的产品,一直生产到90年代中期,覆盖频率10MHz~26.5GHz(公布指标的范围是50MHz~26GHz)。内部由YIG振荡器产生2~6.65GHz信号,然后进行2倍、3倍和4倍频,覆盖2~26.5GHz。10M~2GHz频率由混频产生。仪器用料充足,各部分设计比较规矩,滤波严格,输出信号纯净,指标在当时属一流水平。

该机故障现象是2GHz以下失锁告警,用频谱仪观察可见频率左右跳动达10MHz以上。

由于包装不够厚导致手柄受力,加之物流暴力,运输途中摔断了两侧手柄。(德邦物流)
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首先当然是拆开并进行初步检查清理,确认没有机械损伤,并吹去灰尘。
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拆开可见的所有盖板,拔下能拔下的所有板子,清洁接插件(图中刚刚开始)
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清理完以后复装,确认没有危险因素,通电开机。看2G以上输出是正常的,但2G以下仍然报告失锁,并且频率左右摆动(照片反映不出来)。
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由于刚才已经处理过接插件了,所以显然这不是接触不良问题。到是德网站下载服务手册寻求解决途径,可惜由于年代久远,官方提供的手册的扫描清晰度很差,一切重要的框图都看不清楚。(真的只有这个清晰度)
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这就非常痛苦,只能顺着信号流程自己找了。经过观察,上层机只有2G以上的内容,没有可以产生2G以下信号的硬件。翻到下层机,看到复杂的信号分配和处理措施。
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蓝色的部分很容易引起注意。好在这个零件上写得比较清楚,告诉人们它是混频器,并且注明了信号流程(其它小零件基本只有代号)。
2G以下的信号既然是混频产生的,就应该从这里查起。首先拆下本振(Lo)和射频(RF)端口,根据信号可能的流向,用频谱仪查看具体情况。
把输出频率设置为1999MHz,可以看到仪器其它部分向Lo端供应了大约6.2GHz的信号。调整频率设置,该信号的频率会跟随变化,变化关系明确、稳定。然后看RF端,找到4.2GHz附近有信号,展开以后看到明显的跳动。说明问题出在RF输入。顺藤摸瓜,发现4.2GHz信号来自于混频模块下面的一个大盒子。
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拆下混频模块
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原来这是一个固定振荡器,供应给他的信号只有100MHz参考时钟和另外三根铜线。这就好办了,因为它与别的部分联系越少,故障就越可能仅限于它。
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继续用频谱测,用万用表量
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最终判断就是它坏了,先把它拆下来。等等,这是什么东西?看起来是一个带谐振腔的VCO。会不会是VCO频率差别太大导致失锁呢?那就用改刀拧拧一下再说。
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才拧了两圈,4.2G锁住了,仪器正面的失锁告警也消失了。
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旋转螺丝,找到锁定区间的中点,然后把设备复装。可以锁定的区间只有半圈多一点点,可能该VCO本来就是这样,也可能是因为年久老化,导致锁定范围变窄。不管怎么样,总之修好了。。下图是装好以后。
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利用该仪器的扫频功能和频谱仪的最大值保持功能,做了一张全景图。信号源与频谱仪之间采用大约6m长度的ASTROLAB-32055微波电缆连接,转接头是仪表局定制的接插件,扣除各部分损耗,可以认为输出基本准确。
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[完]
注:本人恕不承接修理业务,也不接受仪器维修咨询,请勿来电来信骚扰。
来自 仪表与测量拆机鉴赏
 
2015-8-30 10:29:33
1楼
这个故障诊断明确,处置正确!赞一个。。。。。。这个信号源貌似当年的八统,只有许可证才能买到。小心使用,注意静电。万年牢靠。
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2楼
[s::L]这样就修好了。。。这是老虎的技术[s::funk:]
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3楼
大神,膜拜一下
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4楼
牛叉虎
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2015-9-2 01:06:23
2015-9-2 01:06:23
虎哥(作者)
5楼
80年代,我国还在大量使用电子管,爱好者如果能搞到一个高频三极管,会高兴好几天。

闭关锁国造成的差距在一两年显现不出来,但是时间一旦到达十几年,几十年,就是天壤之别。

那时候我国LC震荡的电子管高频信号源还在生产,这类设备趁着中美蜜月期是买了一些的,当宝贝供着,差距实在太大了。

再过十年,我国闭网锁国的后果就会显现出来。当然,不会有那时候那么大的、全面的差距,但在某些方面一定会相当明显,特别是思想方面。

这个机器,朋友有两台,卖家买一送一,其中一台摔得稀烂,是当做配件机送的。

第二天,配件机被我修好了。

其实,这个机器里面的大模块(小零件不算),只有一个不是惠普自己造的。而这两台机器,都坏且仅坏了这个不是惠普自己造的模块。

只不过,一个是频率飘了,一个是内部短路,引起电源故障。

从1951年肖克莱试制成功第一只晶体管,到能批量制造这些机器,只用了短短30年。

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6楼
高频的仪器很昂贵,一般人也只能路过看看了

只知道高频用于无线通讯,手机通讯频率也就接近1900MHz ,Wifi 也就 2.4G
20多G 会用到什么地方呢?  100GHz 这么高的频率会用到什么地方呢?
500M以上的ADC芯片美国就要限制出口了,带宽再高的就禁止出口了,  楼主频谱仪里面的ADC绝对爽爆[s::lol]
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7楼
都是意识形态的祸根,老HP的东西靠谱。好好用的话。在用个10年20年也没问题。
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2015-9-3 22:05:16
2015-9-3 22:05:16
8楼
维修思路清晰!

还是这种老仪器做工扎实看起来舒服,现在aglient的新仪器塑料感太强,软件的强大大大弥补了硬件的不足,用不着堆贵金属拼工艺了,但是总感觉少了点什么。
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2015-9-6 19:29:16
2015-9-6 19:29:16
9楼
引用 adj1202:
高频的仪器很昂贵,一般人也只能路过看看了

只知道高频用于无线通讯,手机通讯频率也就接近1900MHz ,Wifi 也就 2.4G
20多G 会用到什么地方呢?  100GHz 这么高的频率会用到什么地方呢?
500M以上的...
4408的ADC, 不到10兆带宽。。。。
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10楼
引用 虎哥:
80年代,我国还在大量使用电子管,爱好者如果能搞到一个高频三极管,会高兴好几天。

闭关锁国造成的差距在一两年显现不出来,但是时间一旦到达十几年,几十年,就是天壤之别。

那时候我国LC震荡的电子管高频信号源还在生产,这类设备趁着中...
全线性,对比前级开关,后级敏感部位线性的方案,您觉得对相噪有可观帮助吗?
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虎哥(作者)
11楼
引用 RodTech:
全线性,对比前级开关,后级敏感部位线性的方案,您觉得对相噪有可观帮助吗?
我这里还有一台马可尼1960年代的纯模拟信号源,腔体谐振的,要不徐版来测测?
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2015-9-7 01:05:48
12楼
引用 虎哥:
我这里还有一台马可尼1960年代的纯模拟信号源,腔体谐振的,要不徐版来测测?
相噪俺测不好啊。。。没有标定的源来校验频谱如何,不过相噪优先慢扫模式,跟速度优先快扫,能看出一点点区别。。
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2015-9-10 23:06:33
2015-9-10 23:06:33
13楼
引用 虎哥:
80年代,我国还在大量使用电子管,爱好者如果能搞到一个高频三极管,会高兴好几天。

闭关锁国造成的差距在一两年显现不出来,但是时间一旦到达十几年,几十年,就是天壤之别。

那时候我国LC震荡的电子管高频信号源还在生产,这类设备趁着中...
80年代肯定没有到“搞到一个高频三极管就能高兴几天”的地步,那个年代是60—70年代,我国刚刚开始自行生产晶体管的年代。70年代后期业余品锗晶体管就开始大幅度降价,刚刚进入80年代,锗高频三极管3AG1正品也只有几元钱了,当然,当时几元钱还是很值钱的,但业余品3AG1就只有几角钱了。

随着硅管的大量上市,由于批量制造成本硅管比锗管低,晶体管更是大幅度降价,82年以后,2G711、2G910(厂标型号,相当于3DG56、3DG79、3DG80等)等超高频三极管业余品都已经大量在电子商店销售了,价格也不太贵,一般也就一两元钱,很多业余爱好者买这类管子自己安装电视机。

不晚于1985—1986年,我所在的三线小城市,电子市场的正品3DG6已经降价到0.80元左右。

80年代末期,我们那里塑封3DG201已经是0.20元,如果去省会城市电子市场购买,批量是0.10元左右。

80年代也绝没有到大量使用电子管的地步,家用电器基本已经全晶体管和小规模集成电路化,80年代使用电子管的,主要是某些特殊大功率场合,例如大功率扩音机和发射机,另外电子管有输入阻抗高的优势(类似场效应管),在某些仪器应用中,电子管高输入阻抗有优势,电路成熟容易设计,电子管作为一种成熟技术仍然被沿用,例如经典的雷磁25型酸度计(pH计)以及某些示波器、信号发生器、毫伏表、Q表、扫频仪等,80年代国内继续生产这类仪器的原因主要是技术成熟,性能在当时也满足需求,毕竟射频信号源、网络分析仪当年在国内主要只是用于微波等极个别领域的专用仪器。

您提到的那种电子管信号源应该是XFG-7高频信号发生器,印象中那是一种60年代就定型的产品,国内确实一直沿用到80年代,80年代XFG-7信号发生器+BT-3扫频仪+电子管毫伏表应该还是某些收音机电视机生产厂家的仪器标配,但在80年代末期—90年代初期,这些仪器都逐步晶体管化,例如BT-3到BT-3C。90年代之后除了极个别场合,例如高频大功率发射机和音响之外,电子管已经不再使用。

[修改于 4 年前 - 2015-09-10 23:40:30]

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2015-9-11 02:10:54
虎哥(作者)
14楼
引用 TBsoft:
80年代肯定没有到“搞到一个高频三极管就能高兴几天”的地步,那个年代是60—70年代,我国刚刚开始自行生产晶体管的年代。70年代后期业余品锗晶体管就开始大幅度降价,刚刚进入80年代,锗高频三极管3AG1正品也只有几元钱了,当然,当时几元钱还...
您的发言正是当年情况的真实写照。当然,我说还在大量使用电子管也是事实,大量并不是说超过半数,也不是全部,只是量多罢了。我曾有一台60年代的示波器,除了第一前级用了一支电子管,整机已经晶体管化,示波管除外,但示波管的高压也全晶体管化。同样可以说,我国在60年代就已经大量使用晶体管。1978年制造的频率合成器,1973年制造的电子计算机已经小规模集成电路化,所以也可以说1970年代已经大量使用集成电路。

但这与我们的记忆截然不同。在引进日本的生产线之前,我国的家电工业的确水平有限,当然,用一节干电池的晶体管收音机也是创举。那时候一个月收入几十百来块钱,并且可以用于爱好消费的不多,能花1元成本买晶体管已经很奢侈了,况且种类有限,就那么几个型号,质量还非常差,直到90年代开始有国有电子厂倒闭、改制,大量军级器件上了地摊,爱好者的境遇才有改观。不论从哪个角度看,差距都的确存在。

现在我国的电子工业怎么样?我的结论是非常牛逼,真的。但是为什么我们采购器件以及做设计都用外国的东西呢,因为国产的东西没有形成成熟的民用市场。比如MEMS射频器件,中国处于世界领先水平哟,但是人家被军品订单养得肥肥的,根本不屑于建设民用市场,于是我们只好买国外的,国外的价格便宜量又足(相对于国产而言)。国有企业对国家负责,不对通用市场负责,结果就会这样。而通用市场领域至今没有规模性的器件公司,80年代是一样的情况,现在也没有多大改观。
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2015-9-19 20:14:29
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15楼
这仪器没准曾经用在航天飞机的测试上。
记得95年时做日本洋货的时候,很多sony,三洋电视都是70年代生产的,当成垃圾装满了集装箱到天津港,很多里面还泡过水。拿回来后需要清洗烘干改电压,改制式。这时已经可以看到明显差距了。70年代的日本生产的电视机里面大量使用了集成电路和接插单元模块,是典型的模块话设计思路,而90年代当时我们的电视还只有一张板,大量采用日本自己都不曾用过的简化版机芯。
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16楼
虎哥威武,虎哥万岁!^_^
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2015-9-21 20:29:53
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17楼
当时美国人真舍得用料。现在这仪器可以缩小很多,瑞士一家公司就做了个20G的信号源,体积很小也很轻,性能和安捷伦的相仿。最大的问题在于谐波的滤波,测试发现即使是安捷伦的仪器,在某些频率上sub谐波分量甚至也可以达到-25dBc。瑞士那个仪器实际上是捷克人设计的,有个很大的bug:扫频模式时不是线性扫频,而是quadratic扫频,肯定是研发时候把频率当成相位了。
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虎哥(作者)
18楼
引用 refinder:
当时美国人真舍得用料。现在这仪器可以缩小很多,瑞士一家公司就做了个20G的信号源,体积很小也很轻,性能和安捷伦的相仿。最大的问题在于谐波的滤波,测试发现即使是安捷伦的仪器,在某些频率上sub谐波分量甚至也可以达到-25dBc。瑞士那个仪器实...
除非是高速扫频,一般不是通过调频或调相的办法扫,而是由CPU控制合成器以离散方式扫频。
连续大范围线性扫频,通常需要控制YTF,要想做好难度很大。小范围扫频比较好办,但是即使做成相位,也不会得到quadratic扫频吧,那个是积分关系。可能有别的问题。
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19楼
引用 虎哥:
除非是高速扫频,一般不是通过调频或调相的办法扫,而是由CPU控制合成器以离散方式扫频。
连续大范围线性扫频,通常需要控制YTF,要想做好难度很大。小范围扫频比较好办,但是即使做成相位,也不会得到quadratic扫频吧,那个是积分关系。可能...
对啊,就是他按照相位的关系更新频率控制字了。给频率控制字的增量step本该是固定值,结果他给的是step的积分,造成的结果就是频率呈平方关系递增。x的积分是(x^2)/2对吧。
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2015-9-26 18:55:57
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20楼
做工太狠了。
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2015-10-15 09:04:23
2015-10-15 09:04:23
21楼
做工很精细,确实经得起时间的考验了。而且虎哥技术也够牛逼啊
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2015-11-8 00:04:14
2015-11-8 00:04:14
22楼
看看中国79年福建泉州半导体厂生产的微波器件
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23楼
中国生产的电视机显像管
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2015-11-28 13:09:17
2015-11-28 13:09:17
24楼
好东西 收藏了 谢谢楼主
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