Hameg HM5014-2 User manual

Spectrum-Analyzer
HM5014-2
Handbuch / Manual
Deutsch / English

2Änderungen vorbehalten
Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung
HAMEG Messgeräte erfüllen die Bestimmungen der EMV Richtlinie.
Bei der Konformitätsprüfung werden von HAMEG die gültigen
Fachgrund- bzw. Produktnormen zu Grunde gelegt. In Fällen wo
unterschiedliche Grenzwerte möglich sind, werden von HAMEG die
härteren Prüfbedingungen angewendet. Für die Störaussendung
werden die Grenzwerte für den Geschäfts- und Gewerbebereich sowie
für Kleinbetriebe angewandt (Klasse 1B). Bezüglich der Störfestigkeit
finden die für den Industriebereich geltenden Grenzwerte Anwen-
dung.
Die am Messgerät notwendigerweise angeschlossenen Mess- und
Datenleitungen beeinflussen die Einhaltung der vorgegebenen
Grenzwerte in erheblicher Weise. Die verwendeten Leitungen sind
jedoch je nach Anwendungsbereich unterschiedlich. Im praktischen
Messbetrieb sind daher in Bezug auf Störaussendung bzw. Stör-
festigkeit folgende Hinweise und Randbedingungen unbedingt zu
beachten:
1. Datenleitungen
Die Verbindung von Messgeräten bzw. ihren Schnittstellen mit
externen Geräten (Druckern, Rechnern, etc.) darf nur mit ausreichend
abgeschirmten Leitungen erfolgen. Sofern die Bedienungsanleitung
nicht eine geringere maximale Leitungslänge vorschreibt, dürfen
Datenleitungen zwischen Messgerät und Computer eine Länge von
3 Metern nicht erreichen und sich nicht außerhalb von Gebäuden
befinden. Ist an einem Geräteinterface der Anschluss mehrerer
Schnittstellenkabel möglich, so darf jeweils nur eines angeschlossen
sein. Bei Datenleitungen ist generell auf doppelt abgeschirmtes
Verbin-dungskabel zu achten. Als IEEE-Bus Kabel sind die von HAMEG
beziehbaren doppelt geschirmten Kabel HZ73 bzw. HZ72L geeignet.
2. Signalleitungen
Messleitungen zur Signalübertragung zwischen Messstelle und
Messgerät sollten generell so kurz wie möglich gehalten werden. Falls
keine geringere Länge vorgeschrieben ist, dürfen Signal-leitungen
eine Länge von 3 Metern nicht erreichen und sich nicht außerhalb von
Gebäuden befinden.
Als Signalleitungen sind grundsätzlich abgeschirmte Leitungen
(Koaxialkabel/RG58/U) zu verwenden. Für eine korrekte Masse-
verbindung muss Sorge getragen werden. Bei Signalgeneratoren
müssen doppelt abgeschirmte Koaxialkabel (RG223/U, RG214/U)
verwendet werden.
3. Auswirkungen auf die Messgeräte
Beim Vorliegen starker hochfrequenter elektrischer oder magne-
tischer Felder kann es trotz sorgfältigen Messaufbaues über die
angeschlossenen Messkabel zu Einspeisung unerwünschter Signal-
teile in das Messgerät kommen. Dies führt bei HAMEG Messgeräten
nicht zu einer Zerstörung oder Außerbetriebsetzung des Mess-
gerätes.
Geringfügige Abweichungen des Messwertes über die vorgegebenen
Spezifikationen hinaus können durch die äußeren Umstände in
Einzelfällen jedoch auftreten.
4. Störfestigkeit von Spektrumanalysatoren
Beim Vorliegen starker hochfrequenter elektrischer oder magne-
tischer Felder, können diese Felder zusammen mit dem Messsignal
sichtbar werden. Die Einkopplung dieser Felder kann über das
Ver-sorgungsnetz, Mess- und Steuerleitungen und/oder durch
direkte Einstrahlung erfolgen. Sowohl das Messobjekt, als auch der
Spektrumanalysator können hiervon betroffen sein. Die direkte Ein-
strahlung in den Spektrumanalysator kann, trotz der Abschirmung
durch das Metallgehäuse, durch die Bildschirmöffnung erfolgen
HAMEG Instruments GmbH
Die HAMEG Instruments GmbH bescheinigt die Konformität für das Produkt
The HAMEG Instruments GmbH herewith declares conformity of the product
HAMEG Instruments GmbH déclare la conformite du produit
Bezeichnung / Product name / Designation:
Spektrumanalysator
Spectrum Analyzer
Analyseur de spectre
Typ / Type / Type: HM5014-2
mit / with / avec: –
Optionen / Options / Options: –
mit den folgenden Bestimmungen / with applicable regulations /
avec les directives suivantes
EMV Richtlinie 89/336/EWG ergänzt durch 91/263/EWG, 92/31/EWG
EMC Directive 89/336/EEC amended by 91/263/EWG, 92/31/EEC
Directive EMC 89/336/CEE amendée par 91/263/EWG, 92/31/CEE
Niederspannungsrichtlinie 73/23/EWG ergänzt durch 93/68/EWG
Low-Voltage Equipment Directive 73/23/EEC amended by 93/68/EEC
Directive des equipements basse tension 73/23/CEE amendée par 93/68/CEE
Angewendete harmonisierte Normen / Harmonized standards applied / Normes
harmonisées utilisées
Sicherheit / Safety / Sécurité
EN 61010-1:2001 (IEC 61010-1:2001)
Hersteller HAMEG Instruments GmbH KONFORMITÄTSERKLÄRUNG
Manufacturer Industriestraße 6 DECLARATION OF CONFORMITY
Fabricant D-63533 Mainhausen DECLARATION DE CONFORMITE
Messkategorie / Measuring category / Catégorie de mesure: I
Verschmutzungsgrad / Degree of pollution / Degré de pollution: 2
Elektromagnetische Verträglichkeit / Electromagnetic compatibility /
Compatibilité électromagnétique
EN 61326-1/A1 Störaussendung / Radiation / Emission:
Tabelle / table / tableau 4; Klasse / Class / Classe B.
Störfestigkeit / Immunity / Imunitee:Tabelle / table / tableau A1.
EN 61000-3-2/A14 Oberschwingungsströme / Harmonic current emissions /
Émissions de courant harmonique:
Klasse / Class / Classe D.
EN 61000-3-3 Spannungsschwankungen u. Flicker / Voltage fluctuations and flicker /
Fluctuations de tension et du flicker.
Datum /Date /Date
15. 07. 2004
Unterschrift / Signature /Signatur
Manuel Roth
Manager
Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung

3
Änderungen vorbehalten
English 24
Deutsch
CE-Konformitätserklärung 2
Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung 2
Spektrumanalysator HM5014-2 4
Technische Daten 5
Wichtige Hinweise 6
Symbole 6
Aufstellung des Gerätes 6
Sicherheit 6
Bestimmungsgemäßer Betrieb 6
Gewährleistung und Reparatur 7
Wartung 7
Schutzschaltung 7
Netzspannung 7
Funktionsprinzip 8
Betriebshinweise 8
Test Signal Display 9
Erste Messungen 10
Einführung in die Spektrum-Analyse 10
Grundlagen der Spektrum-Analyse 11
Anforderungen an Spektrumanalysatoren 12
Frequenzmessung 12
Stabilität 12
Auflösung 12
Rauschen 12
Video-Filter 13
Empfindlichkeit - Max. Eingangspegel 13
Frequenzgang 13
Mitlaufgenerator 14
RS-232-Interface - Fernsteuerung 14
Kommandos vom PC zum HM5014-2 14
Ausfühliche Beschreibung des Befehls #bm1 15
Bezug der Signaldaten zur Strahlröhrendarstellung 16
Die Bedienelemente 16
Bedienelemente und Readout 18
Inhaltsverzeichnis

4Änderungen vorbehalten
HM5014-2
Frequenzbereich von 150 kHz bis 1 GHz
Amplitudenmessbereich von –100 dBm bis +10 dBm
Phasensynchrone, direkte digitale Frequenzsynthese (DDS)
Auflösungsbandbreiten (RBW): 9 kHz, 120 kHz und 1 MHz
Pre-Compliance EMV-Messungen
Software für Dokumentation im Lieferumfang
Software für erweiterte Messfunktionen für EMV-Messungen
optional
Trackinggenerator mit Ausgangspegel von –50 dBm bis +1 dBm
Serielle Schnittstelle für Dokumentation und Steuerung
1 GHz Spektrumanalysator
HM5014-2
Erfassung leitungsgebunde-
ner Störungen
Amplitudenmoduliertes
HF-Signal
Mit Trackinggenerator
ermittelter Verstärker-
frequenzgang

5
Änderungen vorbehalten
Technische Daten
Referenzkurve: 2k x 8 Bit
SAVE / RECALL: Speicherung u. Aufruf von 10 Geräteeinstellungen
AM-Demodulation: für Audio
LOCAL: Aufhebung der RS-232 Steuerung
Readout: Anzeige diverser Messparameter
Tracking Generator
Frequenzbereich: 0,15 MHz bis 1,050 GHz
Ausgangspegel: –50 dBm bis +1 dBm
Frequenzgang: (0,15 MHz – 1 GHz)
+1 dBm bis -10 dBm: ± 3 dB
-10,2 dBm bis -50 dBm: ± 4 dB
Digitalisierung: ±1 digit (0,4 dB)
HF-Störungen: besser als 20dBc
Verschiedenes
CRT: D14-363GY, 8 x 10 cm mit Innenraster
Beschleunigungsspannung: ca. 2 kV
Strahldrehung: auf Frontseite einstellbar
Betriebsbedingungen: 10° C bis 40° C
Netzanschluss: 105-253 V, 50 / 60 Hz ± 10 %, CAT II
Leistungsaufnahme: ca. 35 W bei 230 V/50 Hz
Schutzart: Schutzklasse I (EN61010-1)
Gehäuse (B x H x T): 285 x 125 x 380 mm
Gewicht: ca. 6,5 kg
*) Nur in Verbindung mit Software AS100E
Im Lieferumfang enthalten: Netzkabel, Bedienungsanleitung, HZ21 Adapter-
stecker (N-Stecker auf BNC-Buchse) und Software für Windows auf CD-Rom
Optionales Zubehör:
HZ70 Opto-Schnittstelle (mit Lichtleiterkabel)
HZ520 Ansteckantenne
HZ530 Sondensatz für EMV-Diagnose
1 GHz Spektrumanalysator HM5014-2
bei 23 °C nach einer Aufwärmzeit von 30 Minuten
Frequenzeigenschaften
Frequenzbereich: 0,15 MHz bis 1,050 GHz
Stabilität: ± 5 ppm
Alterung: ± 1 ppm/Jahr
Auflösung Frequenzanzeige: 1kHz(61⁄2Digit im Readout)
Mittenfrequenzeinstellbereich: 0 bis 1,050 GHz
Frequenzgenerierung: TCXO mit DDS (digitale Frequenzsynthese)
Spanbereich: Zero-Span u. 1 MHz -1000MHz
(Schaltfolge1-2-5)
Marker:
Frequenzauflösung: 1 kHz, 6 1⁄2digit,
Amplitudenauflösung: 0,4 dB, 3 1⁄2digit
Auflösungsbandbreiten
(RBW) @6dB: 1 MHz, 120 kHz und 9 kHz
Video-Filter (VBW): 4 kHz
Sweepzeit
(automatische Umschaltung): 40 ms, 320 ms,1 s*)
Amplitudeneigenschaften (Marker bezogen) 150 kHz – 1 GHz
Messbereich: -100 dBm bis +10 dBm
Skalierung: 10 dB/ div., 5 dB/div.
Anzeigebereich: 80 dB (10 dB/div.),
40 dB (5 dB/div.)
Amplitudenfrequenzgang (bei 10dB Attn., Zero Span und RBW 1 MHz,
Signal -20 dBm): ±3dB
Anzeige (CRT): 8 x10 Division
Anzeige: logarithmisch
Anzeigeeinheit: dBm
Eingangsteiler (Attenuator): 0 - 40 dB (10 dB-Schritte)
Eingangsteilergenauigkeit
bezogen auf 10dB: ±2dB
Max. Eingangspegel (dauernd anliegend)
40 dB Abschwächung: +20 dBm (0,1 W)
0 dB Abschwächung: +10 dBm
Max. zul. Gleichspannung: ±25V
Referenzpegel - Einstellbereich: +10 dBm
Genauigkeit des Referenzpegels bezogen auf 500 MHz, 10 dB Attn., Zero
Span und RBW 1 MHz: ±1dB
Min. Rauschpegelmittelwert: ca. -100dBm (RBW 9 kHz)
Intermodulationsabstand
(3. Ordnung): typisch › 75 dBc (2 Signale: 200 MHz u.
203 MHz, - 3 dB ‹ Referenzpegel)
Abstand harmonischer
Verzerrungen (2. harm.): typisch › 75 dBc (200 MHz, Referenzpegel)
Bandbreitenabhängiger Amplitudenfehler bezogen auf RBW 1 MHz und
Zero Span: ±1dB
Digitalisierung: ± 1 Digit (0,4 dB) bei 10 dB/div. Skalierung
(Average, Zero Span)
Eingänge / Ausgänge
Messeingang: N socket
Eingangsimpedanz: 50 Ω
VSWR: (Attn. ≥10 dB) typ. 1.5:1
Mitlaufsenderausgang: N-Buchse
Ausgangsimpedanz: 50 Ω
Testsignalausgang: BNC-Buchse
Frequenz, Pegel: 48 MHz, -30 dBm (± 2dB)
Versorgungsspannung für Sonden (HZ 530): 6VDC
Audioausgang (Phone): 3,5mm Ø Klinke
RS-232 Schnittstelle: 9pol./Sub-D
Funktionen
Eingabe Tastatur: Mittenfrequenz, Referenz- und Mitlaufgene-
ratorpegel
Eingabe Drehgeber: Mittenfrequenz, Referenz- und Mitlauf-
generatorpegel, Marker
Max-Hold-Detektion: Spitzenwertdetektion
Quasi-Peak-Detektion:* bewertete Quasi -Spitzenwertdetektion
Average: Mittelwertbildung
HM5014-2D/030906/ce · Änderung vorbehalten · © HAMEG Instruments GmbH · ® Registered Trademark · DQS-zertifiziert nach DIN EN ISO 9001:2000, Reg. Nr.: DE-071040 QM
HAMEG Instruments GmbH · Industriestr. 6 · D-63533 Mainhausen · Tel [phone] · Fax [phone] · www.hameg.com · [e-mail]
A Rohde & Schwarz Company

6Änderungen vorbehalten
Wichtige Hinweise
Wichtige Hinweise
Sofort nach dem Auspacken sollte das Gerät auf mechanische
Beschädigungen und lose Teile im Innern überprüft werden.
Falls ein Transportschaden vorliegt, ist sofort der Lieferant
zu informieren. Das Gerät darf dann nicht in Betrieb gesetzt
werden.
Symbole
Bedienungsanleitung beachten
Hochspannung
Erde
Hinweis! Unbedingt beachten.
Aufstellung des Gerätes
Wie den Abbildungen zu entnehmen ist, lässt sich der Griff in
verschiedene Positionen schwenken:
A und B = Trageposition
C = Waagerechte Betriebsstellung
D und E = Betriebsstellungen mit unterschiedlichem Winkel
F = Position zum Entfernen des Griffes
T = Stellung für Versand im Karton (Griffknöpfe nicht ge-
rastet)
STOP
Achtung!
Um eine Änderung der Griffposition vorzuneh-
men, muss das Gerät so aufgestellt sein, dass es
nicht herunterfallen kann, also z.B. auf einem Tisch
stehen. Dann müssen die Griffknöpfe zunächst
auf beiden Seiten gleichzeitig nach Außen gezo-
gen und in Richtung der gewünschten Position ge-
schwenkt werden. Wenn die Griffknöpfe während
des Schwenkens nicht nach Außen gezogen werden,
können sie in die nächste Raststellung einrasten.
Entfernen/Anbringen des Griffs
Abhängig vom Gerätetyp kann der Griff in Stellung B oder F ent-
fernt werden, in dem man ihn weiter herauszieht. Das Anbringen
des Griffs erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.
Sicherheit
Dieses Gerät ist gemäß VDE 0411 Teil 1, Sicherheitsbestimmun-
gen für elektrische Mess-, Steuer-, Regel- und Laborgeräte,
gebaut und geprüft und hat das Werk in sicherheitstechnisch
einwandfreiem Zustand verlassen. Es entspricht damit auch
den Bestimmungen der europäischen Norm EN 61010-1 bzw.
der internationalen Norm IEC 1010-1. Um diesen Zustand zu
erhalten und einen gefahrlosen Betrieb sicherzustellen, muss
der Anwender die Hinweise und Warnvermerke beachten, die
in dieser Bedienungsanleitung, im Testplan und in der Service-
Anleitung enthalten sind.
Gehäuse, Chassis und alle Messanschlüsse sind mit dem
Netzschutzleiter verbunden. Das Gerät entspricht den Bestim-
mungen der Schutzklasse I. Die berührbaren Metallteile sind
gegen die Netzpole mit 2200V Gleichspannung geprüft. Das
Gerät darf aus Sicherheitsgründen nur an vorschriftsmäßigen
Schutzkontaktsteckdosen betrieben werden.
Der Netzstecker muss eingeführt sein, bevor Signalstromkreise
angeschlossen werden. Die Auftrennung der Schutzkontaktver-
bindung ist unzulässig.
Die meisten Elektronenröhren generieren γ-Strahlen. Bei
diesem Gerät bleibt die Ionendosisleistung weit unter dem
gesetzlich zulässigen Wert von 36 pA/kg.
Wenn anzunehmen ist dass ein gefahrloser Betrieb nicht mehr
möglich ist, so ist das Gerät außer Betrieb zu setzen und ge-
gen unabsichtlichen Betrieb zu sichern. Diese Annahme ist
berechtigt:
– wenn das Gerät sichtbare Beschädigungen hat,
– wenn das Gerät lose Teile enthält,
– wenn das Gerät nicht mehr arbeitet,
– nach längerer Lagerung unter ungünstigen
Verhältnissen (z.B. im Freien oder in feuchten Räumen),
– nach schweren Transportbeanspruchungen
(z.B. mit einer Verpackung, die nicht den Mindestbedin-
gungen von Post, Bahn oder Spedition entsprach).
STOP
A
A
B
B
C
C
D
D
E
E
T
F
PUkT
PUkT
PUk PUk PUk PUk PUk PUk
PUkT
PUkT PUkT
PUkT
HGOPFFD
PUkT
HGOFFD
PUOPFGkT
INPUTCHI
OPK
HJ
VBN
HJKL
INPUTCHI
OPK
HJ
VBN
HJKL
INPUTCHI
OPK
HJ
VBN
HJKL
PUkT
PUkT
PUOPFGkT PUOPFGkT
PUOPFGkT
PUOPFGkT
PUOPFGkT PUOPFGkT
PUOPFGkT PUOPFGkT
PUOPFGkTPUOPFGkTPUOPFGkT PUOPFGkT
HM507
PUOPFGkTPUOPFGkT
PUOPFGkT PUOPFGkT PUOPFGkT PUOPFGkT
PUOPFGkT PUOPFGkT
PUOGkT
HAMEG
B
T
T

7
Änderungen vorbehalten
Wichtige Hinweise
Wartung
Die Außenseite des Spektrumanalysators sollte regelmäßig mit
einem Staubpinsel gereinigt werden. Hartnäckiger Schmutz
an Gehäuse und Griff, den Kunststoff- und Aluminiumteilen
lässt sich mit einem angefeuchteten Tuch (Wasser +1% Entspan-
nungsmittel) entfernen. Bei fettigem Schmutz kann Brennspi-
ritus oder Waschbenzin (Petroleumäther) benutzt werden. Die
Sichtscheibe darf nur mit Wasser oder Waschbenzin (aber nicht
mit Alkohol oder Lösungsmitteln) gereinigt werden, sie ist dann
noch mit einem trockenen, sauberen, fusselfreien Tuch nach-
zureiben. Nach der Reinigung sollte sie mit einer handelsübli-
chen antistatischen Lösung, geeignet für Kunststoffe, behandelt
werden. Keinesfalls darf die Reinigungsflüssigkeit in das Gerät
gelangen. Die Anwendung anderer Reinigungsmittel kann die
Kunststoff- und Lackoberflächen angreifen.
Schutzschaltung
Dieses Gerät ist mit einem Schaltnetzteil ausgerüstet, welches
über Überstrom und -spannungs Schutzschaltungen verfügt. Im
Fehlerfall kann ein, sich periodisch wiederholendes, tickendes
Geräusch hörbar sein.
Netzspannung
Das Gerät arbeitet mit Netzwechselspannungen von 105V bis
250 V. Eine Netzspannungsumschaltung ist daher nicht vor-
gesehen.
Die Netzeingangssicherung ist von außen zugänglich. Netz-
stecker-Buchse und Sicherungshalter bilden eine Einheit. Ein
Auswechseln der Sicherung darf und kann (bei unbeschädigtem
Sicherungshalter) nur erfolgen, wenn zuvor das Netzkabel aus
der Buchse entfernt wurde. Danach muss der Sicherungshalter
mit einem Schraubenzieher herausgehebelt werden. Der An-
satzpunkt ist ein Schlitz, der sich auf der Seite der Anschlus-
skontakte befindet. Die Sicherung kann dann aus einer Halte-
rung gedrückt und ersetzt werden.
Der Sicherungshalter wird gegen den Federdruck einge-
schoben, bis er eingerastet ist. Die Verwendung ,,geflickter“
Sicherungen oder das Kurzschließen des Sicherungshalters ist
unzulässig. Dadurch entstehende Schäden fallen nicht unter die
Garantieleistungen.
Sicherungstype:
Größe 5 x 20 mm; 250V~, C;
IEC 127, Bl. III; DIN 41 662
(evtl. DIN 41 571, Bl. 3).
Abschaltung: träge (T) 0,8A.
Bestimmungsgemäßer Betrieb
Das Messgerät ist für den Betrieb in folgenden Bereichen be-
stimmt: Industrie-, Wohn-, Geschäfts-, und Gewerbebereich
sowie Kleinbetriebe.
Aus Sicherheitsgründen darf das Messgerät nur an vorschrifts-
mäßigen Schutzkontaktsteckdosen betrieben werden. Die
Auftrennung der Schutzkontaktverbindung ist unzulässig. Der
Netzstecker muss eingeführt sein, bevor Signalstrom-kreise
angeschlossen werden.
Die zulässige Umgebungstemperatur während des Betriebs
reicht von +10°C... +40°C. Während der Lagerung oder des
Transports darf die Temperatur zwischen –40°C und +70°C
betragen. Hat sich während des Transports oder der Lagerung
Kondenswasser gebildet, muss das Gerät ca. 2 Stunden ak-
klimatisiert werden, bevor es in Betrieb genommen wird. Das
Messgerät ist zum Gebrauch in sauberen, trockenen Räumen
bestimmt. Es darf nicht bei besonders großem Staub- bzw.
Feuchtigkeitsgehalt der Luft, bei Explosionsgefahr sowie bei
aggressiver chemischer Einwirkung betrieben werden. Die
Betriebslage ist beliebig. Eine ausreichende Luftzirkulation
(Konvektionskühlung) ist jedoch zu gewährleisten. Bei Dauer-
betrieb ist folglich eine horizontale oder schräge Betriebslage
(Aufstellbügel) zu bevorzugen. Die Betriebslage ist beliebig.
Eine ausreichende Luftzirkulation (Konvektionskühlung) ist
jedoch zu gewährleisten. Bei Dauerbetrieb ist folglich eine
horizontale oder schräge Betriebslage (Aufstellbügel) zu
bevorzugen.
STOP
Die Lüftungslöcher dürfen nicht abgedeckt werden!
Nenndaten mit Toleranzangaben gelten nach einer Anwärmzeit
von min. 20 Minuten, im Umgebungstemperaturbereich von
15°C bis 30°C. Werte ohne Toleranzangabe sind Richtwerte
eines durchschnittlichen Gerätes.
Gewährleistung und Reparatur
HAMEG Geräte unterliegen einer strengen Qualitätskontrolle.
Jedes Gerät durchläuft vor dem Verlassen der Produktion einen
10-stündigen „Burn in-Test“. Im intermittierenden Betrieb wird
dabei fast jeder Frühausfall erkannt. Anschließend erfolgt ein
umfangreicher Funktions- und Qualitätstest, bei dem alle Be-
triebsarten und die Einhaltung der technischen Daten geprüft
werden. Die Prüfung erfolgt mit Prüfmitteln, die auf nationale
Normale rückführbar kalibriert sind.
Es gelten die gesetzlichen Gewährleistungsbestimmungen des
Landes, in dem das HAMEG-Produkt erworben wurde. Bei Be-
anstandungen wenden Sie sich bitte an den Händler, bei dem
Sie das HAMEG-Produkt erworben haben.
Nur für die Bundesrepublik Deutschland:
Um den Ablauf zu beschleunigen, können Kunden innerhalb
der Bundesrepublik Deutschland die Reparaturen auch direkt
mit HAMEG abwickeln. Auch nach Ablauf der Gewährleistungs-
frist steht Ihnen der HAMEG Kundenservice für Reparaturen
zur Verfügung.
Return Material Authorization (RMA):
Bevor Sie ein Gerät an uns zurücksenden, fordern Sie bitte in
jedem Fall per Internet: http://www.hameg.de oder Fax eine
RMA-Nummer an. Sollte Ihnen keine geeignete Verpackung
zur Verfügung stehen, so können Sie einen leeren Original-
karton über den HAMEG-Vertrieb (Tel: [phone],
E-Mail: [e-mail]) bestellen.

8Änderungen vorbehalten
Funktionsprinzip
Der HM5014-2 ist ein Spektrumanalysator für den Frequenz-
bereich von 150 kHz bis 1050 MHz. Damit lassen sich Spektral-
komponenten elektrischer Signale im Frequenzbereich von 0,15
MHz bis 1050 MHz erfassen. Das zu erfassende Signal bzw. sei-
ne Anteile müssen sich periodisch wiederholen. Im Gegensatz
zu Oszilloskopen, mit denen im Yt-Betrieb Amplituden auf der
Zeitebene dargestellt werden, erfolgt mit dem Spektrum-Ana-
lysator die Darstellung der Amplituden auf der Frequenzebene
(Y/f). Dabei werden die einzelnen Spektralkomponenten sichtbar,
aus denen sich „ein Signal“ zusammensetzt. Im Gegensatz dazu
zeigt ein Oszilloskop das aus den einzelnen Spektralkomponen-
ten bestehende Signal als daraus resultierende Signalform.
Der Spektrum-Analysator arbeitet nach dem Prinzip des
Doppel-Superhet-Empfängers. Das zu messende Signal
(fin = 0,15 MHz - 1050 MHz) wird der 1. Mischstufe zugeführt
und mit dem Signal eines variablen Oszillators (fosz von ca.
1350,7 MHz - ca. 2400,7 MHz) gemischt. Dieser Oszillator wird
als 1st LO (Local Oscillator) bezeichnet. Die Differenz von
Eingangs- und Oszillator-Signal (fLO - fin = fZF) gelangt als
1. Zwischenfrequenz-Signal über ein auf 1350,7 MHz abge-
stimmtes Filter auf eine Verstärkerstufe. Dieser folgen eine
weitere Mischstufe, Oszillator, Verstärker und Bandfilter für
die 2. Zwischenfrequenz von 10,7 MHz. In der zweiten ZF-Stu-
fe wird das Signal wahlweise über ein Bandpassfilter mit ei-
ner Bandbreite von 1000 kHz, 120 kHz oder 9 kHz geführt und
gelangt auf einen AM-Demodulator. Das Signal (Video-Signal)
wird logarithmiert und gelangt direkt oder über einen Tiefpass
(Videofilter) auf einen Analog/Digital-Wandler. Die Signaldaten
werden in einem RAM gespeichert, wobei das Signal der nied-
rigsten Frequenz unter der niedrigsten Adresse des RAM ge-
speichert wird und die höchste Frequenz sinngemäß unter der
höchsten Adresse.
Die im Speicher befindlichen Signaldaten werden ständig aktua-
lisiert (mit neuen aktuellen Daten überschrieben) und mit einem
D/A-Wandler wieder als Analogsignal zur Verfügung gestellt. Mit
dem Analogsignal wird der Y-Verstärker angesteuert, dessen
Ausgang mit den Y-Ablenkplatten der Strahlröhre verbunden ist.
Mit zunehmender Signalamplitude wird der Elektronenstrahl in
Richtung oberer Rasterrand abgelenkt.
Die X-Ablenkung erfolgt mit einer sägezahnförmigen Spannung,
die von der Adressierung des RAM abgeleitet ist. Das Signal mit
der niedrigsten Frequenz wird am Anfang (links) und das Signal
mit der höchsten Frequenz am Ende (rechts) eines Strahlab-
lenkvorgangs auf der Strahlröhre angezeigt. Die gespeicher-
ten Signaldaten können nachverarbeitet und über die serielle
Schnittstelle zu einem PC übertragen werden.
Anmerkung: Bei Zero-Span Betrieb ändert sich die Messfre-
quenz nicht und die X-Ablenkung ist eine Funktion der Zeit.
Betriebshinweise
Vor der Inbetriebnahme des HM5014-2 ist unbedingt der Ab-
schnitt „Sicherheit“ zu lesen und die darin enthaltenen Hinweise
zu beachten. Für den Betrieb des Gerätes sind keine besonderen
Vorkenntnisse erforderlich. Die übersichtliche Gliederung der
Frontplatte und die Beschränkung auf die wesentlichen Funk-
tionen erlauben ein effizientes Arbeiten sofort nach der Inbe-
triebnahme. Dennoch sollten einige grundsätzliche Hinweise
für den störungsfreien Betrieb beachtet werden.
Die empfindlichste Baugruppe ist die Eingangsstufe des Spek-
trum-Analysators. Sie besteht aus dem Eingangs-Abschwächer,
einem Tiefpassfilter und der ersten Mischstufe.
Ohne Eingangssignal-Abschwächung dürfen folgende Pegel
am Eingang (50 Ohm) nicht überschritten werden: +10dBm
(0,7Veff) Wechselspannung; ±25Volt Gleichspannung. Mit 40dB
Abschwächung sind maximal +20dBm zulässig. Diese Grenz-
werte dürfen nicht überschritten werden, da ansonsten mit der
Zerstörung der Eingangsbaugruppe zu rechnen ist!
Bei Messungen an einer Netznachbildung ist der Eingang des
Spektrumanalysators unbedingt durch einen Eingangspan-
nungsbegrenzer (HZ560) zu schützen. Andernfalls besteht die
Gefahr, dass der Eingangssignal-Abschwächer und/oder die
erste Mischstufe zerstört werden.
Bei der Untersuchung von unbekannten Signalen sollte zunächst
geprüft werden, ob unzulässig hohe Spannungen vorliegen.
Außerdem ist es empfehlenswert, die Messung mit maximaler
Abschwächung und dem maximal erfassbaren Frequenzbe-
reich (0,15MHz – 1050MHz) zu beginnen. Trotzdem ist zu be-
rücksichtigen, dass unzulässig hohe Signalamplituden auch
außerhalb des erfassten Frequenzbereichs vorliegen können,
die zwar nicht angezeigt werden können (z.B. 1200MHz), je-
doch zur Übersteuerung und in Extremfall zur Zerstörung des
1. Mischers führen können.
Der Frequenzbereich von 0 Hz bis 150 kHz ist für den Spek-
trum-Analysator nicht spezifiziert. In diesem Bereich angezeig-
te Spektralkomponenten sind bezüglich ihrer Amplitude nur
bedingt auswertbar.
Eine besonders hohe Einstellung der Intensität (INTENS) ist
nicht erforderlich, weil im Rauschen versteckte Signale dadurch
nicht deutlicher sichtbar gemacht werden können. Im Gegen-
teil, wegen des dabei größer werdenden Strahldurchmessers
werden solche Signale, auch bei optimaler Schärfeeinstellung
(FOCUS), schlechter erkennbar. Normalerweise sind auf Grund
des Darstellungsprinzips beim Spektrum-Analysator alle
Signale schon bei relativ geringer Intensitäts-einstellung gut
erkennbar. Außerdem wird damit eine einseitige Belastung der
Leuchtschicht im Bereich des Rauschens vermindert.
Auf Grund des Umsetzungsprinzips moderner Spektrum-
Analysatoren ist bei einer eingestellten Mittenfrequenz von
0MHz auch ohne anliegendes Signal eine Spektrallinie auf
dem Bildschirm sichtbar. Sie ist immer dann sichtbar, wenn
die Frequenz des 1st LO in den Bereich der 1. Zwischenfre-
quenz fällt. Diese Linie wird oft als als sogenannter „Ze-
ro-Peak“ bezeichnet. Sie wird durch den Trägerrest des
1. Mischers (Local-Oscillator-Durchgriff) verursacht. Der
Pegel dieser Spektrallinie ist von Gerät zu Gerät verschieden.
Eine Abweichung von der vollen Bildschirmhöhe stellt also keine
Fehlfunktion des Gerätes dar.
Funktionsprinzip

9
Änderungen vorbehalten
48 MHz Test Signal OFF
Tracking Generator OFF
48 MHz Test Signal ON
Tracking Generator ON
Reference Level (RO)
Tracking Generator Output Level (RO)
Marker Level (RO)
Center Frequency (RO) (RO) = Readout
Marker Frequency (RO)
Memory A(Sample),
B or A-B Span (RO)
Reference Level
Graticule Line
Center Frequency Graticule Line
Test Signal Display
Test Signal Display

10 Änderungen vorbehalten
Erste Messungen
Einstellungen: Bevor ein unbekanntes Signal an den Mess-
eingangs angelegt wird, sollte geprüft werden, dass das Signal
keinen Gleichspannungsanteil von >±25 V aufweist und die ma-
ximale Amplitude des zu untersuchenden Signals kleiner als
+10 dBm ist.
ATTN. (Eingangsdämpfung): Damit das Eingangsteil nicht
überlastet wird, sollte der Abschwächer vor dem Anlegen
des Signals zunächst auf 40dB geschaltet sein (40dB LED
leuchtet).
Frequenzeinstellung: CENTER FREQ. auf 500 MHz (C500MHz)
einstellen und einen SPAN von 1000 MHz (S1000MHz)
wählen.
Vertikalskalierung: Die vertikale Skalierung sollte 10dB/div.
betragen, damit der größte Anzeigebereich vorliegt; die 5dB/
DIV.-LED darf dann nicht leuchten.
RBW (Auflösungsbandbreite): Es sollte zu Anfang einer Mes-
sung das 1000-kHz-Filter eingeschaltet und das Videofilter
(VBW) ausgeschaltet sein.
Ist kein Signal und nur die Frequenzbasislinie (Rauschband)
sichtbar, kann die Eingangsdämpfung schrittweise verringert
werden, um die Anzeige niedrigerer Signalpegel zu ermög-
lichen. Verschiebt sich dabei die Frequenzbasislinie (Rausch-
band) nach oben, ist dies ein mögliches Indiz für eine außer-
halb des Frequenzbereichs befindliche Spektrallinie mit zu
hoher Amplitude.
Die Einstellung des Abschwächers muss sich nach dem größ-
ten am Messeingang (INPUT) anliegenden Signal richten, also
nicht nach ZERO-PEAK. Die optimale Aussteuerung des Gerätes
ist dann gegeben, wenn das größte Signal (Frequenzbereich 0
Hz bis 1000MHz) bis an die oberste Rasterlinie (Referenzlinie)
heranreicht, diese jedoch nicht überschreitet. Im Falle einer
Überschreitung muss zusätzliche Eingangsdämpfung einge-
schaltet werden bzw. ist ein externes Dämpfungsglied geeig-
neter Dämpfung und Leistung zu verwenden.
Messungen im Full-SPAN (S1000 MHz) sind in aller Regel nur
als Übersichtsmessungen sinnvoll. Eine genaue Analyse ist
nur mit verringertem SPAN möglich. Hierzu muss zuvor das in-
teressierende Signal über eine Veränderung der Mittenfrequenz
(CENTER FREQ.) zuerst in die Bildschirmmitte gebracht werden
und danach kann der SPAN reduziert werden. Anschließend
kann die Auflösungsbandbreite (RBW) verringert und gegebe-
nenfalls das Videofilter eingeschaltet werden. Der Warnhinweis
UNCAL darf nicht eingeblendet sein, da sonst Messfehler zu
befürchten sind.
Messwerte ablesen: Um die Messwerte zahlenmäßig zu erfas-
sen, besteht der einfachste Weg in der Benutzung des Markers.
Hierzu wird der Marker mit dem Drehknopf (bei leuchtender
MARKER LED) auf die interessierende Signalspitze gesetzt und
die für Frequenz und Pegel angezeigten Markerwerte abgele-
sen. Bei der Anzeige des Pegelwertes werden der Referenzpegel
(REF.-LEVEL) und die Eingangsabschwächung (ATTN) automa-
tisch berücksichtigt.
Soll ein Messwert ohne Benutzung des Markers erfasst werden,
so ist zuerst der Abstand, gemessen in dB, von der obersten
Rasterlinie ab, die dem im Readout angezeigten Referenzpegel
(R....dBm) entpricht, bis zur Spitze des Signals zu ermitteln. Zu
beachten ist , dass die Skalierung 5 dB/Div. oder 10 dB/Div. be-
tragen kann. Der Pegel des auf der Seite „Test Signal Display“
dargestellten 48MHz Signals befindet sich ca. 2,2 Raster (Divi-
sion) unter dem der Referenzlinie von –10dBm. Bei einer Skalie-
rung von 10dB/div. entsprechen 2,2 Div. einem Wert von 22dB.
Der Signalpegel beträgt somit –10dBm – (22dB) = -32dBm.
Einführung in die Spektrum-Analyse
Die Analyse von elektrischen Signalen ist ein Grundproblem
für viele Ingenieure und Wissenschaftler. Selbst wenn das ei-
gentliche Problem nicht elektrischer Natur ist, werden oftmals
die interessierenden Parameter durch die unterschiedlichsten
Wandler in elektrische Signale umgewandelt. Dies umfasst
ebenso Wandler für mechanische Größen wie Druck oder Be-
schleunigung, als auch Messwertumformer für chemische und
biologische Prozesse. Die Wandlung der physikalischen Para-
meter ermöglicht anschließend die Untersuchung der verschie-
denen Phänomene im Zeit- und Frequenzbereich.
Der traditionelle Weg, elektrische Signale zu analysieren, ist ih-
re Darstellung in der Amplituden-Zeit-Ebene. Diese erfolgt u.a.
mit Oszilloskopen im Yt-Betrieb, d.h. es werden Informationen
über Amplituden und zeitliche Zusammenhänge erkennbar. Al-
lerdings lassen sich damit nicht alle Signale ausreichend cha-
rakterisieren, wie z.B. bei der Darstellung einer Signalform, die
aus verschiedenen sinusförmigen Bestandteilen zusammen-
gesetzt ist. Mit einem Oszilloskop würde nur die Summe aller
Bestandteile sichtbar werden und die einzelnen Frequenz- und
Amplituden-Anteile wären meistens nicht erfassbar.
Mit der Fourier-Analyse lässt sich nachweisen, dass sich
periodische Zeitfunktionen als Überlagerung harmonischer
periodischer Funktionen darstellen lassen. Hierdurch lässt
sich eine beliebige, noch so komplizierte Zeitfunktion einer
charakteristischen Spektralfunktion in der Frequenzebene
zuordnen. Diese Informationen lassen sich am besten durch
Spektrumanalysatoren ermitteln. Mit ihnen erfolgt die Signal-
darstellung in der Amplituden-Frequenz-Ebene (Yf). Dabei wer-
den die einzelnen Spektralkomponenten und ihre Amplituden
angezeigt.
Die hohe Eingangsempfindlichkeit und der große Dynamik-
bereich von Spektrumanalysatoren ermöglichen die Analyse
von Signalen, die mit einem Oszilloskop nicht darstellbar sind.
Ähnlich verhält es sich mit dem Nachweis von Verzerrungen
sinusförmiger Signale, dem Nachweis niedriger Amplituden-
Modulation und Messungen im Bereich der AM- und FM-Tech-
nik, wie Trägerfrequenz, Modulationsfrequenz oder Modula-
tionsgradmessungen. Ebenso lassen sich Frequenzkonverter
in Bezug auf Übertragungsverluste und Verzerrungen einfach
charakterisieren.
Eine weitere Anwendung von Spektrum-Analysatoren, die mit
Mitlaufsendern ausgerüstet sind, sind Messungen an Vierpolen,
wie z.B. Frequenzgangmessungen an Filtern und Verstärkern.
Erste Messungen

11
Änderungen vorbehalten
Grundlagen Spektrumanalysatoren
Spektrum-Analysatoren lassen sich nach zwei grundsätzlichen
Verfahren unterscheiden: gewobbelte bzw. abgestimmte sowie
Echtzeit-Analysatoren. Echtzeit-Analysatoren nach dem Prinzip
der diskreten Fouriertransformation bestehen aus der Parallel-
schaltung einer Vielzahl von frequenzselektiven Indikatoren. Es
können dabei so viele diskrete Frequenzen zur Anzeige gebracht
werden, wie Filter vorhanden sind. Die Grenze der Wirtschaft-
lichkeit wird hier je nach Anzahl und Güte der Filter teilweise
schnell erreicht.
Fast alle modernen Spektrum-Analysatoren arbeiten deshalb
nach dem Überlagerungsprinzip (Superheterodyne-Prinzip). Ein
Verfahren ist dabei, die Mittenfrequenz eines Bandpassfilters
über den gewünschten Frequenzbereich abzustimmen. Ein
Detektor erzeugt dabei eine vertikale Ablenkung auf dem Bild-
schirm, und ein durchstimmbarer Generator sorgt für die syn-
chrone Abstimmung der Filtermittenfrequenz und der Horizon-
talablenkung. Dieses einfache Prinzip ist relativ preiswert, hat
jedoch große Nachteile in Bezug auf Selektion und Empfindlich-
keit; unter anderem auf Grund der nicht konstanten Bandbreite
bei abgestimmten Filtern.
Die gebräuchlichste Art der Spektrum-Analysatoren unter-
scheidet sich hiervon insofern, dass für die Selektion ein Band-
passfilter mit fester Mittenfrequenz verwendet wird. Es lässt zu
jedem Zeitpunkt denjenigen Anteil der zu analysierenden Funk-
tion passieren, für den gilt finp(t) = fLO(t) ± fZF. Durch die Umset-
zung auf eine feste Zwischenfrequenz werden die Nachteile des
Systems mit abstimmbarem Bandpassfilter umgangen.
Der nutzbare Frequenzbereich und die Grenzempfindlichkeit
eines Spektrum-Analysators hängen zum größten Teil vom
Konzept und der technischen Ausführung des Eingangsteils ab.
Das HF-Eingangsteil wird durch die Komponenten Eingangsab-
schwächer, Eingangsfilter, Mischer und Umsetzoszillator (LO)
bestimmt.
Das zu analysierende Signal gelangt über den in 10dB-Schritten
schaltbaren Eingangsabschwächer auf ein Eingangsfilter. Die-
ses Filter erfüllt mehrere Aufgaben: Es verhindert in gewissem
Maße den Mehrfachempfang eines Signals, den Direktempfang
der Zwischenfrequenz (ZF-Durchschlag) und unterdrückt die
Rückwirkung des Oszillators auf den Eingang. Der Eingangsmi-
scher ist zusammen mit dem durchstimmbaren Oszillator (1. LO)
für die Umsetzung der Eingangssignale zuständig. Er bestimmt
die frequenzabhängige Amplitudencharakteristik und die dyna-
mischen Eigenschaften des Gerätes.
Der Analysator arbeitet im Prinzip wie ein elektronisch abge-
stimmter Schmalbandempfänger. Die Frequenzabstimmung
erfolgt durch den Umsetzoszillator (1. LO; ,,Local Oscillator“),
dessen Signal auf die erste Mischstufe (Eingangsmischer) ge-
langt. Das gesamte am Analysatoreingang vorhandene Fre-
quenzspektrum (Eingangsspektrum) gelangt ebenfalls auf die
1. Mischstufe. Am Ausgang der ersten Mischstufe kommen
folgende Signale vor:
1. Signal (fLO) des 1. Umsetzoszillators (1. LO), dessen Frequenz
immer um 1350,7 MHz über der gewünschten Eingangs-
frequenz liegen muss. Die Frequenz des 1. LO beträgt für
0kHz somit 1350,7MHz (0kHz + 1350,7MHz). Bei 150kHz
muss sie 1350,85MHz (150kHz + 1350,7MHz) betragen und
bei 1050MHz sind es 2400,7MHz (1050 MHz + 1350,7MHz).
2. Eingangsspektrum (finp), so wie es am Analysatoreingang
vorliegt und über den Eingangsabschwächer auf den Ein-
gangsmischer gelangt (spezifizierter Messbereich: 150kHz
bis 1050MHz).
3. Mischproduktsumme von 1. LO (fLO) und des gesam-
ten Eingangsspektrums (finp). Bei einer zu messenden
Frequenz von 150kHz beträgt die Frequenz des 1. LO
1350,85MHz; die Summe beträgt dann 1351MHz. Für
1050MHz muss die Frequenz des 1. LO 2400,7MHz betragen
und die Summe ist 3450,7MHz.
4. Mischproduktdifferenz von 1. LO (fLO) und des gesamten
Eingangsspektrums (finp). Bei 150kHz beträgt die Frequenz
des 1. LO 1350,85MHz, was eine Differenz von 1350,7MHz
(1350,85 MHz – 150kHz) ergibt. Im Falle 1050 MHz (2400,7 MHz
– 1050MHz) ist die Differenz erneut 1350,7MHz.
Nach der 1. Mischstufe gelangen die zuvor beschriebenen
Signale auf ein Bandpassfilter (ZF-Filter). Die Mittenfrequenz
des ZF-Filters beträgt 1350,7MHz. Damit kann nur die Misch-
produktdifferenz, die 1350,7MHz beträgt und das Signal des
1. LO – bei Abstimmung auf 0kHz = 1350,7MHz - zum Ausgang
des Bandpassfilters gelangen, von wo aus die weitere Signal-
verarbeitung erfolgt.
Anmerkung: Das vom 1. LO bewirkte „0kHz-Signal“ ist unver-
meidlich und kann bei Messungen mit 1MHz Auflösungs-band-
breite (RBW) im Bereich von 150kHz bis ca. 2,5MHz stören. Mit
einer niedrigeren Auflösungsbandbreite lassen sich derartige
Effekte vermeiden.
Bei der Messung wird zwischen Zero-Span (Messbereichsum-
fang = Spanne gleich Null) und von Null abweichendem Span
(Messbereichsumfang) unterschieden.
Folgende Bedingungen liegen vor, je nach dem ob ohne oder
mit SPAN gemessen wird:
Im Zero-Span Betrieb erzeugt der 1. LO eine feste Frequenz, die
1350,7MHz höher als die zu analysierende Eingangsfrequenz
sein muss. Der Analysator zeigt dann nur die gewünschte Ein-
gangsfrequenz und die Frequenzanteile an, die abhängig von
der gewählten Auflösungsbandbreite (RBW) über die ZF-Filter
gelangen.
Liegt Zero-Span nicht vor, wird ein Frequenzbereich angezeigt,
dessen Umfang von der Span-Einstellung abhängig ist. Beträgt
z.B. die Mittenfrequenz 500 MHz und der Span 1000 MHz (full
span), beginnt die Messung (angezeigt am linken Rand der Dar-
stellung) mit 0 kHz und endet (am rechten Rand der Darstellung)
mit 1000 MHz. Bei dieser Einstellung wird die Frequenz des 1. LO
zeitlinear von 1350,7 MHz auf 2400,7 MHz erhöht, bis ein Sweep
erfolgt ist und der Nächste beginnt.
Zwischen dem zu analysierenden Frequenzbereich (SPAN-Ein-
stellung) und der Auflösungsbandbreite (RBW) bestehen physi-
kalische Zusammenhänge, welche die Anzeige von zu niedrigen
Signalpegeln bewirken können. Derartige Fehler entstehen,
wenn die Messzeit nicht die Erfordernisse der vom ZF- und/oder
Video-Filter benötigten Einschwingzeit erfüllt (d.h. die Messzeit
zu kurz ist). Mit der UNCAL.-Anzeige werden derartige Bedin-
gungen signalisiert.
Grundlagen Spektrumanalysatoren

12 Änderungen vorbehalten
Anforderungen an Spektrumanalysatoren
Die verschiedenen Einsatzgebiete der Spektrumanalysatoren
erfordern von diesen Geräten vielfältige Eigenschaften, die sich
zum Teil untereinander ausschließen oder sich nur durch großen
Aufwand zusammenfassen lassen. Das Anwendungsgebiet die-
ser Geräte liegt vor allen Dingen dort, wo die Genauigkeit und das
zeitliche Auflösungsvermögen sowie die geringe Dynamik des
Oszilloskopes bei der Signalanalyse nicht mehr ausreichen.
Dabei stehen ein großer Frequenzabstimmbereich, Filteranfor-
derungen zwischen extrem schmalbandig und ,,full span“-
Darstellung sowie eine hohe Eingangsempfindlichkeit nicht
unbedingt im Gegensatz zueinander. Sie lassen sich jedoch
zusammen mit hoher Auflösung, großer Stabilität, möglichst
geradem Frequenzgang, und geringem Eigenklirrfaktor meist
nur unter großem Aufwand realisieren.
Frequenzmessung
Spektrumanalysatoren ermöglichen Frequenzmessungen im
SPAN-Betrieb und bei abgeschaltetem SPAN (Zero-SPAN). In
der Betriebsart SPAN kann der gesamte nutzbare Frequenz-
bereich mit ,,full span“ (SPAN: 1000 MHz) betrachtet und die
Frequenz eines Signals grob bestimmt werden. Anschließend
kann diese Frequenz als CENTER FREQ. vorgegeben und die
Signaldarstellung mit geringerem SPAN vorgenommen wer-
den.
Je kleiner der SPAN und die Auflösungsbandbreite (RBW) sind,
umso höher ist die Frequenzmessgenauigkeit, da sich dann die
Anzeige- und MARKER-Genauigkeit erhöhen (RBW).
Bei ,,Zero Span“ und kleinster Auflösungsbandbreite genügt
es, das Signal, welches unmoduliert als waagerechte, kon-
stante Linie angezeigt wird, mit dem CENTER FREQ.-Ein-
steller auf maximalen Pegel einzustellen und die Frequenz
abzulesen. Dabei arbeitet der Analysator als ein auf eine dis-
krete Frequenz abgestimmter Empfänger mit wählbaren Band-
breiten.
Stabilität
Es ist wichtig, dass der Spektrumanalysator eine größere Fre-
quenzstabilität besitzt als das Signal, das untersucht werden
soll. Die Frequenzstabilität ist abhängig von der Stabilität des
Umsetz- (1. Local-) Oszillators. Dabei wird zwischen Kurzzeit-
und Langzeitstabilität unterschieden. Ein Maß für die Kurzzeit-
Stabilität ist die Rest-FM. Rauschseitenbänder sind ein Maß
für die spektrale Reinheit des (1. Local-) Oszillators, und gehen
ebenfalls in die Kurzzeit-Stabilität eines Spektrum-Analysators
ein. Sie werden spezifiziert durch eine Dämpfung in dB und ei-
nen Abstand in Hz, bezogen auf das zu untersuchende Signal
bei einer bestimmten Filterbandbreite.
Die Langzeit-Stabilität eines Spektrumanalysators wird über-
wiegend durch die Frequenzdrift des Umsetz-Oszillators (LO)
bestimmt. Sie ist ein Maß dafür, um wie viel die Frequenz sich
innerhalb bestimmter Zeitbereiche ändert.
Auflösung
Bevor die Frequenz eines Signals mit dem Spektrumanalysator
gemessen werden kann, muss dieses Signal ermittelt bzw. auf-
gelöst werden. Auflösung heißt dabei, es muss von benachbarten
Signalen im zu untersuchenden Spektrum unterschieden wer-
den. Diese Möglichkeit ist eine entscheidende Voraussetzung
für viele Applikationen mit dem Spektrumanalysator, und wird
grundsätzlich, neben anderen Faktoren, durch dessen kleinste
ZF-Filterbandbreite bestimmt.
Wichtige Kennwerte für die Trennbarkeit zweier benachbarter
Spektrallinien mit stark unterschiedlicher Amplitude sind die
Bandbreite und die Flankensteilheit der ZF-Filter. Die Band-
breite wird als Frequenz angegeben, bei der der Signalpegel
gegenüber der Mittenfrequenz um 3 dB abgefallen ist. Das
Verhältnis der 60 dB-Bandbreite zur 3 dB-Bandbreite wird als
Formfaktor bezeichnet. Dabei gilt: je kleiner der Formfaktor,
desto besser die Fähigkeit des Spektrum-Analysators, eng be-
nachbarte Signale zu trennen.
Ist z.B. der Formfaktor eines Filters im Spektrumanalysator
15:1, dann müssen zwei in der Amplitude um 60 dB unterschied-
liche Signale sich in der Frequenz mindestens um den Faktor
7,5 der ZF-Filterbandbreite unterscheiden, um einzeln erkenn-
bar zu sein. Andernfalls erscheinen sie als ein Signal auf dem
Bildschirm.
Der Formfaktor ist jedoch nicht der allein bestimmende Faktor
zur Unterscheidung zweier eng benachbarter Signale mit un-
ter-schiedlicher Amplitude. Ebenso wird die Trennbarkeit durch
Rest-FM und die spektrale Reinheit der internen Oszillatoren
beeinflusst. Diese erzeugen Rausch-Seitenbänder, und ver-
schlechtern dadurch die erreichbare Auflösung. Rausch-Seiten-
bänder werden im Bereich der Basis der ZF-Filter sichtbar, und
verschlechtern die Sperrbereichs-Dämpfung der ZF-Filter.
Ist die kleinste ZF-Bandbreite z.B. 9 kHz, dann ist der kleinste
Frequenzabstand, um 2 Spektrallinien voneinander zu tren-
nen, ebenfalls 9 kHz. Dies ist deshalb der Fall, weil der Spek-
trumanalysator seine eigene ZF-Filterkurve darstellt, wenn er
ein Signal im Spektrum detektiert. Da die Auflösung des Spek-
trumanalysators durch seine ZF-Filterbandbreite bestimmt
wird, könnte man annehmen, dass bei unendlich schmaler
Filterbandbreite auch eine unendlich hohe Auflösung erzielt
werden kann. Die Einschränkung ist dabei, dass die nutzbare
ZF-Bandbreite durch die Stabilität des Spektrumanalysators
(Rest-FM) begrenzt wird. D.h., bei einer Rest-FM des Spektrum-
analysators von z.B. 9 kHz, ist die kleinste sinnvolle ZF-Band-
breite, die verwendet werden kann um ein einzelnes 9 kHz-Signal
zu bestimmen, ebenfalls 9 kHz. Ein schmalbandigeres ZF-Fil-
ter würde in diesem Fall mehr als eine Spektrallinie auf dem
Bildschirm abbilden, oder ein jitterndes Bild (je nach Wobbelge-
schwindigkeit), oder ein nur zum Teil geschriebenes Bild erzeu-
gen. Außerdem besteht eine weitere praktische Einschränkung
für die schmalste Filterbandbreite: die Abtast- oder Scange-
schwindigkeit im Verhältnis zur gewählten Filterbandbreite.
Dabei gilt: je schmaler die Filterbandbreite ist, desto geringer
muss die Scangeschwindigkeit sein, um dem Filter korrektes
Einschwingen zu ermöglichen.
Wird die Scangeschwindigkeit zu groß gewählt, d.h. die Filter
sind u.U. noch nicht eingeschwungen, so resultiert dies in unkor-
rekter Amplitudendarstellung des Spektrums. Im allgemeinen
werden die einzelnen Spektrallinien dann mit zu niedriger Am-
plitude dargestellt. Auf diese Weise sind praktische Grenzen für
die kleinste Filterbandbreite gesetzt.
Rauschen
Die Empfindlichkeit ist ein Maß für die Fähigkeit des Spek-
trumanalysators, kleine Signale zu messen. Die maximale
Empfindlichkeit wird durch das Eigenrauschen bestimmt. Hier
unterscheidet man grundsätzlich zwei Arten: thermisches- und
nicht-thermisches Rauschen. Das thermische Rauschen wird
mit der Formel PN = K × T × B beschrieben.
Anforderungen an Spektrumanalysatoren

13
Änderungen vorbehalten
Dabei ist: PN = Rauschleistung in Watt
K = Boltzmann Konstante (1,38 × 10-23 Joule/K)
T = absolute Temperatur (K)
B = Bandbreite des Systems in Hz
Diese Gleichung zeigt, dass die Größe des Rauschens direkt
proportional zur Bandbreite ist. Daraus folgt, dass eine Band-
breitenreduzierung der Filter um eine Dekade das Rauschen
prinzipiell um 10 dB senkt, was wiederum eine Empfind-
lichkeitssteigerung des Systems um 10 dB bedingt.
Alle weiteren Rauschquellen des Analysators werden als
nicht-thermisch angenommen. Unerwünschte Abstrahlungen,
Ver-zerrungen auf Grund nichtlinearer Kennlinien und Fehl-
anpassungen sind Quellen von nichtthermischem Rauschen.
Unter der Übertragungsgüte oder Rauschzahl versteht man nor-
malerweise die nichtthermischen Rauschquellen, zu denen das
thermische Rauschen addiert wird, um die Gesamtrauschzahl
des Systems zu erhalten. Dieses Rauschen, welches auch auf
dem Schirm sichtbar wird, bestimmt die Empfindlichkeit eines
Spektrumanalysators.
Da der Rauschpegel sich mit der Bandbreite ändert, ist es
notwendig sich beim Empfindlichkeitsvergleich zweier Ana-
lysatoren auf die gleiche Filterbandbreite zu beziehen. Spek-
trumanalysatoren werden über ein breites Frequenzband ge-
wobbelt, sind aber eigentlich schmalbandige Messinstrumente.
Alle Signale die im Frequenzbereich des Spektrumanalysators
liegen, werden auf eine Zwischenfrequenz konvertiert und
durchlaufen so die ZF-Filter. Der Detektor hinter dem ZF-Filter
sieht nur den Rauschanteil, der innerhalb der schmalen Fil-
terbandbreite liegt. Daher wird auf dem Sichtschirm nur das
Rauschen dargestellt, welches innerhalb des Durchlassberei-
ches des ZF-Filters liegt. Bei der Messung diskreter Signale
wird die maximale Empfindlichkeit also mit dem schmalsten
ZF-Filter erreicht.
Video-Filter
Die Messung kleiner Signale kann sich immer dann schwierig
gestalten, wenn die Signalamplitude im gleichen Pegelbereich
wie das mittlere Rauschen des Spektrumanalysators liegt. Um
für diesen Fall die Signale besser sichtbar zu machen, lässt sich
im Signalweg des Spektrumanalysators hinter dem ZF-Filter ein
Video-Filter zuschalten. Durch dieses Filter, mit einer Bandbrei-
te von wenigen kHz, wird das interne Rauschen des Spektrum-
Analysators gemittelt. Dadurch wird unter Umständen ein sonst
im Rauschen verstecktes Signal sichtbar.
Wenn die ZF-Bandbreite sehr schmal im Verhältnis zum ein-
ge-stellten SPAN ist, sollte das Video-Filter nicht eingeschal-
tet werden, da dies zu einer zu niedrig dargestellten Amplitude
auf Grund der Bandbreitenbegrenzung führen kann. (Eine nicht
zulässige Kombination der eingestellten Parameter wird durch
die UNCAL. Anzeige im READOUT angezeigt).
Empfindlichkeit - Max. Eingangspegel
Die Spezifikation der Eingangsempfindlichkeit eines Spek-
trumanalysators ist etwas willkürlich. Eine Möglichkeit der
Spezifikation ist, die Eingangsempfindlichkeit als den Pegel
zu definieren, bei dem die Signalleistung der mittleren Rausch-
leistung des Analysators entspricht. Da ein Spektrumanalysator
immer Signal plus Rauschen misst, erscheint bei Erfüllung
dieser Definition das zu messende Signal 3dB oberhalb des
Rauschpegels.
Die maximal zulässige Eingangsspannung für einen Spek-
trumanalysator ist der Pegel, der zur Zerstörung (Burn Out) der
Eingangsstufe führt. Dies ist bei einem Pegel von +10 dBm für den
Eingangsmischer, und +20dBm für den Eingangsabschwächer
der Fall. Bevor der ,,burn out“-Pegel erreicht wird, setzt eine
Verstärkungskompression beim Spektrumanalysator ein. Diese
ist unkritisch, solange eine Kompression von 1 dB nicht über-
schritten wird.
Darüber hinaus kann davon ausgegangen werden, dass der
Analysator Nichtlinearitäten auf Grund von Übersteuerung
produziert. Außerdem steigt die Gefahr einer unbemerkten
Überlastung der Eingangsstufe, weil sich einzeln dargestellte
Spektrallinien in der Abbildung auf dem Bildschirm auch bei
einsetzender Verstärkungskompression meist nur unmerklich
verändern. Auf jeden Fall entspricht die Abbildung der Amplitu-
den nicht mehr den tatsächlichen Verhältnissen.
Bei jeder Signalanalyse entstehen im Spektrumanalysator
selbst Verzerrungsprodukte, und zwar größtenteils verursacht
durch die nichtlinearen Eigenschaften der Eingangsstufe. Sie
bewegt sich beim HM5014-2 in der Größenordnung von >75dB
unterhalb des Eingangspegels, solange dieser nicht größer als
–30 dBm ist.
Um größere Eingangssignale verarbeiten zu können, ist dem
Mischer ein Eingangsabschwächer vorgeschaltet. Das größ-
te Eingangssignal, welches der Spektrumanalysator bei jeder
beliebigen Stellung des Abschwächers verarbeiten kann ohne
ein bestimmtes Maß an Verzerrungen zu überschreiten, wird
der ,,optimale Eingangspegel“ genannt. Das Signal wird da-
bei soweit abgeschwächt, dass der Mischer keinen größeren
Pegel als –30 dBm angeboten bekommt. Anderenfalls wird der
spezifizierte Oberwellenabstand nicht eingehalten. Der verzer-
rungsfreie Bereich wird auch als nutzbarer Dynamikbereich
des Analysators bezeichnet. Zum Unterschied dazu wird der
(darstellbare) Anzeigebereich definiert als das Verhältnis vom
größten zum kleinsten gleichzeitig angezeigten Pegel, ohne
dass Intermodulationsprodukte des Analysators auf dem Bild-
schirm sichtbar sind.
Der maximale Dynamikbereich eines Spektrum-Analysators
lässt sich aus den Spezifikationen ermitteln. Den ersten Hinweis
gibt die Spezifikation für die Verzerrungen. So beträgt dieser
Wert z.B. für beide Spektrumanalysatoren 70dB bis zu einem
Eingangspegel von –30dBm am Eingang bei 0dB Eingangsab-
schwächung. Um diese Werte nutzbar zu machen, muss der
Spektrumanalysator in der Lage sein, Pegel von -100dBm er-
kennen zu lassen. Die dafür erforderliche ZF-Bandbreite sollte
nicht zu schmal sein, sonst ergeben sich Schwierigkeiten auf
Grund von Seitenbandrauschen und Rest-FM. Die ZF-Band-
breite von 9kHz ist ausreichend, um Spektrallinien mit diesem
Pegel darzustellen.
Der verzerrungsfreie Messbereich kann durch eine Reduzierung
des Eingangspegels weiter ausgedehnt werden. Die einzige
Einschränkung bildet dann die Empfindlichkeit des Spektrum-
analysators.Die maximal mögliche Dynamik wird erreicht, wenn
die Spektrallinie mit dem höchsten Pegel den Referenzpegel ge-
rade noch nicht überschreitet.
Frequenzgang
Mit diesem Begriff wird das Übertragungsverhalten des Spek-
trumanalysators beschrieben. Der Frequenzgang soll möglichst
linear; d.h. die Genauigkeit des angezeigten Signalpegels soll
unabhängig von der Signalfrequenz sein. Dabei müssen sich Fil-
ter und Verstärker im eingeschwungenen Zustand befinden.
Anforderungen an Spektrumanalysatoren

14 Änderungen vorbehalten
Mitlaufgenerator
Mitlaufgeneratoren (Tracking Generatoren) sind spezielle Si-
nusgeneratoren, deren Frequenz vom Spektrumanalysator
gesteuert wird. Die Steuerung des Mitlaufgenerators erfolgt
so, dass seine Frequenz immer gleich der „Empfangsfrequenz“
des Spektrumanalysators ist. Der Mitlaufgenerator erweitert die
Anwendungsmöglichkeiten eines Spektrumanalysators wesent-
lich. Wie beim Spektrumanalysator gibt es zwei prinzipiell unter-
schiedliche Betriebsarten: Zero-Span- und Span-Betrieb.
Liegt Zero-Span-Betrieb vor, ist die Frequenz des Mitlaufgenera-
torsignals gleich der Frequenz auf die der Spektrumanalysator
abgestimmt ist.
Bei Span-Betrieb ist die Frequenz des Mitlaufgenerators im-
mer gleich der Frequenz des Spektrumanalysators, d. h., dass
sich die Frequenz der Ausgangsspannung immer in der Mitte
des Durchlassfilters des Spektrumanalysators befindet. Ober-
wellen des Signals, seien sie im Mitlaufgenerator selbst oder
im Spektrumanalysator entstanden, liegen so außerhalb des
Durchlassbereiches der Filter im Spektrumanalysator. Auf
diese Weise wird nur die Grundfrequenz des Mitlaufgenerators
auf dem Bildschirm dargestellt. Frequenzgangmessungen über
einen sehr großen Bereich sind so möglich, ohne dass die Mes-
sung von spektralen Unzulänglichkeiten des Generatorsignals
beeinflusst wird. Die Empfindlichkeit des Systems wird durch
das Eigenrauschen und somit durch die Filterbandbreite des
Spektrumanalysators begrenzt. Die schmalste zur Messung
nutzbare Bandbreite wird durch die Rest-FM des Mitlaufgene-
rators bestimmt, sowie durch die Frequenzabweichung beim
,,tracking“ zwischen Generator und Spektrumanalysator.
Mit dem Mitlaufgenerator lassen sich Frequenzgang- und Däm-
pfungsmessungen an Verstärkern oder Filtern durchführen.
Die Ausgangsspannung des Mitlaufgenerators wird an dem zu
untersuchenden Bauteil eingespeist und die an dessen Ausgang
anliegende Spannung dem Eingang des Spektrumanalysators
zugeführt. In dieser Konfiguration bilden die Geräte ein in sich
geschlossenes, gewobbeltes Frequenzmesssystem. Eine pe-
gelabhängige Regelschleife im Mitlaufgenerator stellt die er-
forderliche Amplitudenstabilität im gesamten Frequenzbereich
sicher. Reflexionsfaktor und Rückflussdämpfung lassen sich
mit diesem System messen und somit auch Stehwellenver-
hältnisse ermitteln.
RS-232 Interface – Fernsteuerung
Achtung Sicherheitshinweis:
Alle Anschlüsse der Schnittstelle sind galvanisch mit dem
Messgerät und damit mit dem Schutzleiter (Erde) verbun-
den.
Messungen an hochliegendem Messbezugspotential sind nicht
zulässig und gefährden Messgerät, Interface und daran ange-
schlossene Geräte.Bei Nichtbeachtung der Sicherheitshinweise
(siehe auch ,,Sicherheit“) werden Schäden an HAMEG-Produk-
ten nicht von der Garantie erfasst. Auch haftet HAMEG nicht für
Schäden an Personen oder Fremdfabrikaten.
Beschreibung
Das Messgerät verfügt auf der Geräterückseite über eine RS-
232 Schnittstelle, die als 9polige D-SUB Kupplung ausgeführt
ist. Über diese bidirektionale Schnittstelle kann das Messgerät
gesteuert bzw. können Einstellparameter und Signaldaten von
einem PC empfangen werden.
RS-232 Kabel
Das Kabel muss kürzer als 3m sein und abgeschirmte, 1:1 be-
schaltete Leitungen enthalten. Die Steckerbelegung für das
RS-232 Interface (9polige D-Subminiatur- Buchse) ist folgen-
dermaßen festgelegt:
Pin
2 Tx Data (Daten vom Messgerät zum externen Gerät)
3 Rx Data (Daten vom externen Gerät zum Messgerät)
5 Ground (Bezugspotential, über Messgerät und Netzkabel
mit Schutzleiter (Erde) verbunden)
9 +5V Versorgungsspannung für externe Geräte (max.
400mA).
Der maximal zulässige Spannungshub an Pin 2 und 3 beträgt
±12 Volt.
RS-232 Protokoll N-8-1 (kein Paritätsbit, 8 Datenbits, 1 Stopp-
bit)
Baudrateneinstellung
Mit dem Einschalten des Messgerätes liegt die Grundeinstellung
für das RS-232 Interface vor: 4800 Baud. Mit einem nachfolgend
aufgeführten Kommando kann anschließend die Baudrate auf
9600, 38400 oder 115200 gesetzt werden.
Datenkommunikation
Nach dem Einschalten (POWER UP) gibt das Gerät an der seriel-
len Schnittstelle automatisch die Meldung „HAMEG HM5014-2“
mit 4800 Baud aus.
Ein Datenträger mit einem unter Windows 95, 98, Me, NT 4.0 (mit
aktuellem Servicepack), 2000 und XP lauffähigen Programm
gehört zum Lieferumfang. Aktualisierungen werden im Internet
unter www.hameg.de veröffentlicht.
Kommandos vom PC zum HM5014-2
Allgemeiner Aufbau: Jeder Befehl/Abfrage muss mit ‘#’ [23
hex = 35dez] eingeleitet werden, dem 2 Buchstaben (z.B. TG für
Tracking Generator) folgen. Handelt es sich um einen Befehl,
müssen die Parameter den Buchstaben folgen. Abgeschlos-
sen wird jeder Befehl mit der „Enter“-Taste (hex: 0x0d). Es wird
nicht zwischen Groß- und Kleinschreibweise der Buchstaben
unterschieden (z.B.: TG = tg). Die Angabe der Maßeinheit ist
immer eindeutig (z.B.: Span immer in MHz) und wird deshalb
nicht mit angegeben.
Liste der Einstellbefehle:
(E) = Enter-Taste;
(CR) = Carriage Return (Wagenrücklauf)
#kl0(E) = Key-Lock off (= Fernbedienungbetrieb
abgeschaltet)
#kl1(E) = Key-Lock on (= Fernbedienungbetrieb ein-
geschaltet, Remote-LED leuchtet)
Die folgenden Befehle werden nur bei Fernbedienungsbetrieb
(Remote On; kl1) ausgeführt.
#tg0(E) = Tracking-Generator aus
#tg1(E) = Tracking-Generator ein
#vf0(E) = Video-Filter aus
#vf1(E) = Video-Filter ein
#tl+01.0(E) = Tracking Level von +1,0 dBm
#tl-50.0(E) = bis –50,0 dBm in 0,2 dB-Schritten
#rl-30.0(E) = Referenz Level von -30.0 dBm
#rl-99.6(E) = bis -99.6 dBm in 0,2 dB-Schritten
RS-232 Interface – Fernsteuerung

15
Änderungen vorbehalten
#at0(E) = Attenuator 0 (10, 20, 30, 40) dB
#bw1000(E) = Bandwidth 1000 (120,9) kHz
#sp1000(E) = Span 1000 (1000,500,200,...5,2,1) MHz
#sp0(E) = Zerospan
#db5(E) = 5 dB/Div.
#db10(E) = 10 dB/Div.
#cf0500.000(E) = Centerfrequenz in xxxx,xxx MHz
#dm0(E) = Detect-Betrieb Aus (Average, Max. HLD)
#dm1(E) = Detect-Betrieb Ein (Average, Max. HLD)
#sa(E) = Speichert Signal A in Speicher B
#vm0(E) = Anzeige: Signal A
#vm1(E) = Anzeige: Signal B (gespeichertes Signal)
#vm2(E) = Anzeige: Signal A-B
#vm3(E) = Anzeige: Average (Mittelwert)
#vm4(E) = Anzeige: Max. Hold (Maximalwert)
#br4800(E) = Baudrate 4800 (9600, 38400, 115200) Baud
#bm1(E) = Signaltransfer (2048 Bytes), bestehend
aus: 2001 Signalbytes, 3 Prüfsummenbytes
und Endzeichen: 0D (hex)
#rc0(E) = Recall (0 bis 9)
#sv0(E) = Save (0 bis 9)
Spezielle Befehle für EMV-Messungen, nur in Verbindung mit
Zero-Span möglich:
#es0(E) = „1-Sekunden-Messung“ sperren
#es1(E) = „1-Sekunden-Messung“ vorbereiten (1 Se-
kunde Messzeit; Zero-Span einschalten und
geeignete Auflösungsbandbreite wählen)
#ss1(E) = Startet einen „1-Sekunden-Messung“ bei
eingestellter Centerfrequenz und überträgt
gleichzeitig die Daten der vorherigen Mes-
sung
Anmerkung: Nachdem ein Kommando empfangen und aus-
geführt wurde, sendet der Spektrum-Analysator „RD“ (CR)
zurück.
Beispiel EMV-Messung:
#es1(CR)(Funktionfreigeben),#cfxxxx.xxx(CR),#ss1(CR) (mes-
sen,aberDaten verwerfen),#cfxxxx.xxx(CR),#ss1(CR) (messen
und Daten verwerten), #cfxxxx.xxx(CR), #ss1(CR), .... , #es0(CR)
(Funktion sperren).
Parameterabfrage (Liste der Abfragebefehle)
Die folgenden Abfragen werden auch beantwortet, wenn kein
Fernbedienungsbetrieb (Remote Off; KL0) vorliegt.
Syntax:
#xx(E) = sende Parameter von xx (xx = tg, tl, rl, vf,
at, bw, sp, cf, db, kl, hm, vn, vm, dm,uc)
Anmerkung:
Mit Ausnahme von
#hm(E) = fragt den Gerätetyp ab
#vn(E) = fragt die Firmwareversion ab
#uc(E) = fragt die Messbedingungen ab
(unkalibriert, kalibriert)
sind die übrigen Befehle bereits unter Einstellbefehle aufge-
führt und erläutert.
1. Beispiel:
„#uc(E) (unkalibriert)“: PC sendet #uc(CR). Instrument antwor-
tet mit: UC0(CR) (kalibriert) oder UC1(CR) (unkalibriert)
2. Beispiel:
„#tl(E)“, PC fragt Tracking-Generator Pegel ab: PC sendet
#tl(CR). Instrument antwortet mit: TL-12.4 (CR)
3. Beispiel:
„#vn(E)“, PC fragt Versionsnummer ab: PC sendet #vn(CR). In-
strument antwortet mit: x.xx(CR) x.xx z. B.: 1.23
4. Beispiel:
„#hm(E)“, PC fragt Gerätetyp ab:
PC sendet #hm(CR).
Instrument antwortet mit: 5014-2 (CR)
5. Beispiel:
PC sendet Befehlssequenz an Analysator:
#kl1(E) = Schaltet „Remote“ ein.
#cf0752.000(E) = Setzt Centerfrequenz auf 752MHz
#sp2(E) = Setzt Span auf 2 MHz
#bw120(E) = Setzt Bandbreite auf 120kHz
#kl0(E) = Schaltet auf manuelle Bedienung
Wird ein gesendeter Befehl nicht erkannt, erfolgt keine Rück-
meldung vom Gerät zum PC (kein RD (CR) oder keine Parame-
terausgabe).
Ausführliche Beschreibung des Befehls #bm1
#BM1(CR) = Block-Mode (überträgt 2048 Datenbytes
via RS-232 Interface)
Die Transferdaten bestehen aus 2048 Bytes: trans_byte [0] bis
trans_byte [2047]. Diese 2048 Datenbytes enthalten 2001 Si-
gnalbytes, die Parameterangabe der Centerfrequenz und eine
Checksumme der Signalbytes.
Die Signaldaten belegen folgende Transferdatenbytes:
trans_byte[n] = sig_data[n] ( n = 0 bis n = 2000):
trans_byte[0] = sig_data[0]
trans_byte [2000] = sig_data[2000]
Die Checksumme ist ein 24-Bitwert ( = 3 Bytes ) und wird
wie folgt gebildet: Checksumme = sig_data[0] + sig_data[1] +
... sig_data[1999] + sig_data[2000] (=Summe aller Signalda-
ten)
Die 24-bit Checksumme belegt folgende Transferdatenbytes:
trans_byte[2044] = 1.Byte Checksumme [MSB]
trans_byte[2045] = 2.Byte Checksumme
trans_byte[2046] = 3.Byte Checksumme [LSB]
Die Parameterangabe der Centerfrequenz belegt folgende
Transferdatenbytes:
tr ans_ byte [2016] = ‘C’; trans _byte [2017] = ‘F’; trans _byte [2018]
= ‘x’;
trans_by te [2019] = ‘x’; trans_byte [2020] = ‘x’; trans_byte [2021]
= ‘x’;
trans_byte [2022] = ‘.’; trans_byte [2023] = ‘x’; trans_byte [2024]
= ‘x’;
trans_byte [2025] = ‘x’; (x= ‘0’ to ‘9’) Example: CF0623.450
(Diese Bytes werden nicht bei der Berechnung der Checksum-
me verwendet)
Das letzte Zeichen ist immer ein CR (Carriage Return)
trans_byte[2047] = 0D hex (Carriage Return)
Alle anderen „freien“ Bytes werden auf (00 hex) gesetzt.
Bezug der Signaldaten zur Strahlröhrendarstellung
Die Signaldaten sind das Ergebnis von 2001 Analog/Digital-
Wandlungen während eines Sweep.
X-Position: Das erste Byte „sig_data[0]“ entspricht dem
ersten Punkt auf dem CRT-Schirm, der mit der linken Ra-
sterlinie zusammenfällt. Alle anderen Bytes folgen linear
RS-232 Interface – Fernsteuerung

16 Änderungen vorbehalten
Die Bedienelemente
POWER (Netzschalter)
INTENS
FOCUS / TR (Trace Rotation)
Ziffernblock
CENTER FREQ. (Mittenfrequenz)
MARKER
REF.-LEVEL (Referenz-Pegel)
TG.-LEVEL (Ausgangspegel des Tracking Generators)
TUNING
5dB/DIV. (vertikale Skalierung)
ATTN. (Eingangsabschwächer)
RBW (Bandbreiteneinstellung)
VBW (Videofilter)
AVERAGE (Mittelwertbildung)
Max. HOLD (automatische Speicherung von maximalen
Signalpegeln)
LOCAL/PRINT
B (Anzeige des B-Speichers)
A – B (Anzeige der Differenz von A und B-Speicher)
A (Anzeige des A-Speichers)
RECALL/SET (Aufrufen von Geräteeinstellungen)
SAVE/SET (Speichern von Geräteeinstellungen)
A>B (kopieren von Speicher A nach Speicher B)
SPAN (verändert den Messbereichsumfang)
ZERO SPAN (Messbereichsumfang auf NULL)
INPUT 50 Ohm
PHONE (Kopfhörer-Anschluss)
TEST SIGNAL
TRACKING GENERATOR
PROBE POWER
bis sig_dat[2000], welche dann mit der rechten Rasterlinie
zusammenfällt. Die Frequenz der einzelnen Punkte kann aus
Centerfrequenz und Span bestimmt werden.
Frequenz (x) = (Centerfrequenz – 0.5 x Span) + Span x x/2000
X = 0… 2000 (Position des Punktes = sig_data[x])
Y-Position: Der 8-Bit-Wert (hex: 00 bis FF) jeder Speicherzel-
le von sig_data[x] hat folgenden Bezug zum Videosignal:
1C hex (28 dez): fällt mit der unteren Rasterlinie zusammen
E5 hex (229 dez): fällt mit der obersten Rasterlinie zusammen
(entspricht dem Ref-Level).
Die Auflösung in Y-Richtung sind 25 Punkte pro Raster (ent-
spricht 10 dB bei 10dB/Div).
Pro Punkt ergibt sich dann 0.4 dB bei 10dB/Div und 0.2 dB bei
5dB/Div.
Der Level eines Punktes (y) kann berechnet werden:
Für y<= 229 (Ref-Level Position):
Level in dBm (y) = ref-level (dBm) – ((229-y) x 0.4 dB) bei
10dB/Div
Für y >229 (Ref-Level Position):
Level in dBm (y) = ref-level (dBm) + ((y-229) x 0.4 dB) bei
10dB/Div
RS-232 Interface – Fernsteuerung

17
Änderungen vorbehalten
Bedienelemente HM5014-2

18 Änderungen vorbehalten
Bedienelemente und Readout
POWER
Netz-Tastenschalter mit den Symbolen I für Ein und für
Aus.
Wird der Netztastenschalter in die Stellung ON geschaltet (ein-
gerastet), zeigt die Strahlröhre nach einigen Sekunden das
HAMEG-Logo und anschließend die Firmwareversion an. Die
Helligkeit der Anzeige ist fest vorgegeben, um zu verhindern,
dass bei zu geringer (Strahl-) Intensitätseinstellung der falsche
Eindruck entstehen kann, dass das Gerät defekt sei.
Nachdem die Firmwareversion nicht mehr angezeigt wird, sind
bei ausreichender (Strahl-) Intensitätseinstellung am oberen
Rasterrand die Parameter und am unteren Rasterrand die Ba-
sislinie (Rauschband) sichtbar.
INTENS
Drucktaste mit zugeordneter LED
Mit einem kurzen Tastendruck wird die INTENS LED einge-
schaltet. Anschließend dient der TUNING Drehknopf als In-
tensitätseinsteller (Strahlhelligkeit). Rechtsdrehen vergrößert
und Linksdrehen verringert die Strahlhelligkeit.
Mit größerer (Strahl-) Intensität vergrößert sich der Strahldurch-
messer und die Darstellung wirkt unschärfer. Das wirkt sich
insbesondere im Bereich der Rastergrenzen aus, kann aber
mit einer Änderung der FOCUS Einstellung in gewissem
Maße korrigiert werden. Die Intensität sollte daher nicht höher
(heller) eingestellt sein, als es die Umgebungshelligkeit unbe-
dingt erfordert.
FOCUS / TR
Drucktaste mit zwei Funktionen und zugeordneter LED
FOCUS
Diese Funktion wird mit
einem kurzen Tasten-
druck aufgerufen, so
dass die über der Taste
befindliche LED leuch-
tet. Mit dem TUNING
Drehknopf kann dann die
Strahlschärfe eingestellt
werden.
Da der Strahldurchmes-
ser mit höherer Strahl-
helligkeit größer wird,
verringert sichdieSchär-
fe. Das lässt sich in ei-
nem gewissen Maße mit
der FOCUS-Einstellung
korrigieren. Die Strahl-
schärfe hängt auch davon
ab, an welcher Stelle des
Bildschirmes der Strahl
auftrifft. Ist die Schär-
fe optimal für die Bild-
schirmmitte eingestellt,
nimmt sie mit zuneh-
mendem Abstand von
der Bildschirmmitte ab.
Die Funktion wird abge-
schaltet und die LED er-
lischt, wenn eine andere
Funktionstaste (2, 5, 6, 7
oder 8) betätigt wird.
TR
Ein langer Tastendruck schaltet von Spektrum- und Parameter-
darstellung auf die Anzeige eines Rechtecks mit horizontaler
und vertikaler Mittellinie und der Einblendung TRACE-ROTA-
TION (Strahldrehung); dann leuchtet im oberen Bedienfeld kei-
ne LED. Mit dem TUNING-Drehknopf lässt sich das Rechteck
um seinen Mittelpunkt kippen.
Die Einstellung soll so vorgenommen werden, dass die horizon-
tale Mittellinie parallel zur Innenrasterlinie verläuft, um damit
den Einfluss des Erdmagnetfeldes auf die Strahlablenkung zu
kompensieren. Eine Änderung der Geräteposition, bezogen
auf das Erdmagnetfeld, bedingt im Allgemeinen, trotz hoch-
wertiger Mu-Metall-Abschirmung der Strahlröhre, eine Kor-
rektur der Einstellung. Eine geringfügige (kissenförmige) Ab-
lenkverzeichnung ist unvermeidbar und beeinflusst die Mess-
genauigkeit nicht.
Nach erfolgter Korrektur wird diese Funktion durch kurzes Be-
tätigen der FOCUS/TR-Drucktaste oder einer anderen Taste
abgeschaltet, die sich im oberen Bedienfeld befindet und der
eine LED zugeordnet ist.
Ziffernblock
Im Ziffernblock befinden sich Tasten mit Zahlen von 0 bis 9, ei-
ne Dezimalpunkt-Taste und eine Vorzeichen- bzw. Korrektur-
Taste (–/C).
Mit Zifferneingabe lassen sich die Mittenfrequenz (FREQUEN-
CY), der Bezugspegel (REF.-LEVEL) und bei HM5014-2 der
Ausgangspegel des TRACKING GENERATOR bestimmen (TG-
LEVEL). Sie können aber auch mit dem TUNING-Drehknopf
verändert werden.
Die Einstellung der MARKER-Frequenz kann nur mit dem
TUNING-Drehknopf vorgenommen werden. Leuchtet die
Bedienelemente und Readout

19
Änderungen vorbehalten
MARKER-LED, bewirkt die Betätigung der Zifferntasten ledig-
lich akustische Warnsignale.
Vor der Zifferneingabe muss die gewünschte Funktion vorliegen,
d.h. dass z.B. die REF.LEVEL-LED leuchten muss, wenn der Re-
ferenzpegel geändert werden soll. Dann wird der gewünschte
Pegel (ggf. mit negativem Vorzeichen) eingegeben. Mit der Einga-
be des Vorzeichens (nicht bei FREQUENCY) oder der ersten Zif-
fer erscheint unterhalb der links oben im Readout angezeigten
Mittenfrequenz (Center Frequency) die aktuelle Funktion (z.B.
„Ref-Lev:dBm“) und darunter die erste Tastatureingabe.
Nach vollständiger Eingabe wird mit dem nochmaligen
Betätigen der Funktionstaste (z.B. REF.-LEVEL) der neue
Wert übernommen, wenn er mit den Spezifikationen und Be-
reichsgrenzen übereinstimmt; andernfalls erfolgt die Anzeige
„Range?“.
Nachdem ein Vorzeichen bzw. eine oder mehrere Ziffer(n) ein-
gegeben wurden, kann eine fehlerhafte Eingabe mit der Korrek-
turfunktion durch kurzes Betätigen der „-/C“ Taste gelöscht und
anschließend eine fehlerfreie Eingabe vorgenommen werden.
Mit langem Drücken der „-/C“ Taste werden die gesamte Ein-
gabe und die Readout-Funktionsanzeige gelöscht.
CENTER FREQ.
Drucktaste mit zugeordneter LED
Mit einem Tastendruck wird die CENTER FREQ. (Mittenfre-
quenz) -LED eingeschaltet. Anschließend kann mit den Tasten
des Ziffernblocks oder dem TUNING-Drehknopf eine Än-
derung der Mittenfrequenz vorgenommen werden. Sie wird
links oben auf dem Bildschirm mit dem Readout angezeigt (z.B.
C:054.968 MHz).
Mittenfrequenz-Eingaben, die mit den Tasten des Ziffernblocks
erfolgten, müssen mit einem nochmaligen Betätigen der CEN-
TER FREQ.-Drucktaste bestätigt werden. Das der Mittenfre-
quenz (Center Frequency) entsprechende Signal wird in Bild-
schirmmitte angezeigt, wenn ein Frequenzbereich gemessen
wird, also mit einem von Null abweichenden Span gemessen
wird.
MARKER
Drucktaste mit zugeordneter LED
Der MARKER wird mit einem Tastendruck eingeschaltet, so
dass die MARKER-LED leuchtet. Gleichzeitig wird auf der Spek-
trumdarstellung ein „X-Symbol“ eingeblendet. Das Readout
zeigt links oben, unterhalb der Mittenfrequenz, die MARKER
Frequenzanzeige (z.B. M086.749 MHz) und darunter die MAR-
KER Pegelanzeige (z.B. –35.2 dBm) des Signals.
Die MARKER Frequenz- und Pegelanzeige bezieht sich auf die
aktuelle Position des MARKER-Symbols („x“). Es lässt sich mit
dem TUNING-Drehknopf nach links und rechts verschieben
und folgt dabei dem Signal.
Der Ziffernblock ist unwirksam, wenn die MARKER Funktion
eingeschaltet ist.
Bei ZERO SPAN wird derMARKER fest auf die Bildschirm-
mitte gesetzt. Eine Verschiebung nach links oder rechts wird
nicht ermöglicht und ist auch nicht erforderlich, da bei ZERO
SPAN nur eine Frequenz gemessen wird.
REF.-LEVEL
Drucktaste mit zugeordneter LED
Mit einem Tastendruck wird die REF.-LEVEL-LED eingeschaltet.
Anschließend kann mit den Tasten des Ziffernblocks oder
dem TUNING-Drehknopf eine Änderung des Referenzpegels
vorgenommen werden. Er wird oben rechts mit der zweiten Re-
adoutzeile (z.B. R-34.8dBm) angezeigt.
Der REF.-LEVEL (Referenzpegel) kann so eingestellt werden,
dass es bei der Ablesung zu einer Vereinfachung kommt. Eine
Änderung der Empfindlichkeit ist mit dem REF.-LEVEL nicht
verbunden.
Befindet sich das Rauschband am unteren Rasterrand, kann
der REF.-LEVEL weder mit den Zifferntasten noch mit dem
TUNING-Drehknopf vergrößert, sondern nur verringert wer-
den. Gleichzeitig verschiebt sich das Rauschband nach oben, so
dass der Anzeige-Dynamikbereich immer kleiner wird.
Das Rauschband ist nicht mehr sichtbar, wenn es sich
am unteren Rasterrand befindet und die Skalierung auf
5dB/DIV. geschaltet wird. Es kann dann durch Verrin-
gern des Referenzpegels um 40dB (z.B. von –30dBm auf
–70 dBm) wieder sichtbar gemacht werden.
TG.-LEVEL
Drucktaste mit zugeordneter LED
Ist die TG.-LEVEL LED eingeschaltet, kann der Tracking-
Generator Ausgangspegel mit den Tasten des Ziffernblocks
oder dem TUNING-Drehknopf auf Werte zwischen
–50 dBm und +1dBm eingestellt werden. Der gewählte Pe-
gel wird mit dem Readout rechts oben mit „txxxdBm“ oder
„TxxxdBm“ angezeigt.
t = TRACKING GENERATOR OUTPUT abgeschaltet,
T = TRACKING GENERATOR OUTPUT eingeschaltet.
TUNING
Drehknopf
Abhängig davon welche der den folgenden Funktionen zugeord-
nete LED leuchtet, lassen sich mit dem TUNING-Drehknopf die
Einstellungen von CENTER FREQ., MARKER,REF.-LEVELoder
T.G.-LE VEL verändern.
5dB/DIV.
Drucktaste mit zugeordneter LED
Durch Drücken dieser Taste wird die vertikale Skalierung jeweils
von 10 dB/Div. (LED dunkel) auf 5 dB/Div. (LED leuchtet) und um-
gekehrt geschaltet; dabei wird der Referenzpegel beibehalten.
Anstelle des möglichen Anzeigebereichs von 80 dB stehen bei
5 dB/DIV. nur 40 dB zur Verfügung.
Hinweis:
In der 5 dB/Div.-Stellung kann das Rauschen dabei vom Schirm
„verschwinden“, lässt sich aber mit geändertem REF.-LEVEL
wieder sichtbar machen.
ATTN.
Drucktasten mit zugehörigen LED-Anzeigen
Die 2 Tasten zur Einstellung des Eingangsabschwächers müs-
sen jeweils kurz gedrückt werden, um die Einstellung in 10dB-
Schritten zu verändern.
Der höchste darstellbare Signalpegel (dBm) hängt vom Ein-
gangsabschwächer (dB) ab: –20dBm bei 10dB-, –10dBm bei
20dB-, 0dBm bei 30 dB- und +10dBm bei 40dB-Eingangsabschwä-
chung. In der 0dB-Stellung beträgt der höchste darstellbare Sig-
nalpegel –30 dBm, jedoch sollte diese Stellung nur, wenn absolut
erforderlich benutzt werden.
STOP
Bitte beachten Sie:
Wegen der besonders empfindlichen Eingangsstu-
fe kann die 0dB-Stellung nur durch langes Drücken
erreicht werden, wenn zuvor die 10dB-Stellung vor-
lag. Damit soll ein versehentliches Einschalten der
0dB-Stellung verhindert werden.
Bedienelemente und Readout

20 Änderungen vorbehalten
STOP
An dieser Stelle sei nochmals darauf hingewiesen,
dass die max. zulässigen Eingangsspannungen
nicht überschritten werden dürfen. Dies ist ins-
besondere deshalb wichtig, weil ein Spektrum-
analysator auf Grund seines Anzeigeprinzips unter
Umständen nur ein Teilspektrum des gerade an-
liegenden Signals darstellt; d.h. zu hohe Pegel mit
Frequenzen außerhalb des Messbereichs können
die Zerstörung der Eingangsstufen bewirken.
RBW
Drucktasten mit zugeordneten LED-Anzeigen
Mit den Drucktasten lässt sich eine von drei Bandbreiten des
Zwischenfrequenzverstärkers wählen, die mit der LED-Anzeige
signalisiert wird. Bei der Messung eines Signals werden die
Filter des ZF-Verstärkers – abhängig vom Signalpegel – mehr
oder weniger stark angestoßen und bewirken (außer bei ZERO
SPAN) die Anzeige der ZF-Filterkurve mit einer vom Signalpegel
abhängigen Auslenkung in vertikaler Richtung.
Von der ZF-Bandbreite (RBW = Resolution Bandwidth (Auf-
lösungsbandbreite) hängt es ab, ob und wie gut der Spek-
tr umanalysator in der Lage ist, zwei sinusförmige Signale (deren
Frequenzen nur wenige kHz voneinander abweichen) einzeln
darzustellen. So können z.B. zwei Sinussignale mit gleichem
Pegel und einer Frequenzabweichung von 40 kHz noch gut als
zwei unterschiedliche Signale erkannt werden, wenn eine Filter-
bandbreite von 9 kHz vorliegt. Mit 120 kHz oder 1 MHz Bandbreite
gemessen, würden die beiden Signale so angezeigt werden, als
ob nur ein Signal vorhanden wäre.
Eine niedrige RBW (Auflösungsbandbreite) zeigt mehr Einzel-
heiten des Frequenzspektrums, bedingt aber auch eine größere
Einschwingzeit der Filter. Reicht sie nicht aus, weil der SPAN
zu groß bzw. die Zeit für einen SPAN zu klein wäre, vergrö-
ßert der Spektrumanalysator automatisch die Zeit, in der ein
SPAN durchgeführt wird
und gibt damit dem Filter
mehr Zeit um einzusch-
wingen.Darausresultiert
aber auch eine niedrigere
Messwiederholrate.
Ist die niedrigste Mess-
wiederholrate erreicht,
erfolgt die Anzeige der
Signale mit einem zu ge-
ringen Pegel und es wird
„uncal“ angezeigt. Dann
muss der Messbereichs-
umfangmitSPAN verrin-
gert werden (z.B. 1 MHz
anstelle von 2 MHz). In
Verbindung mit dem ein-
geschalteten 4 kHz Video-
filter verringert sich die
Bandbreite nochmals.
Mit kleinerer Bandbreite
verringert sich das Rau-
schen und erhöht sich die
Eingangsempfindlichkeit.
Das wird beim Schalten
von 1000 kHz- auf 9 kHz-
Bandbreite durch eine
geringere Rauscham-
plitude und deren Ver-
schiebung zum unteren
Rasterrand sichtbar.
VBW
Drucktaste mit zugeordneter 4 kHz-LED
Das Videofilter (VBW = Videobandwidth) dient zur Mittelung
und damit zur Reduktion von Rauschanteilen. Bei der Mes-
sung kleiner Pegelwerte, die in der Größenordnung des
durchschnittlichen Rauschens liegen, kann das Video-
Filter (Tiefpass) zur Rauschminderung eingesetzt werden.
Dadurch lassen sich unter Umständen noch schwache
Signale erkennen, die ansonsten im Rauschen untergehen
würden.
Hinweis:
Es ist zu beachten, dass ein zu großer Frequenzbereich (SPAN)
bei eingeschaltetem Video-Filter zu fehlerhaften (zu kleinen)
Amplitudenwerten führen kann. Davor wird mit der „uncal“-
Anzeige gewarnt; in diesem Fall ist der SPAN zu verringern.
Hierzu muss mit Hilfe der Mittenfrequenzeinstellung (CEN-
TER FREQ.) zuerst das zu untersuchende Signal in die Nähe
der Bildschirmmitte gebracht werden, danach kann der SPAN
verringert werden.
Wird der Span verringert, ohne dass das interessierende Si-
gnal ungefähr in der Bildschirmmitte abgebildet wird, so kann
es vorkommen, dass sich das Signal außerhalb des Mess-
bereichs befindet, also nicht angezeigt wird. Bei gepulsten
Signalen sollte das Videofilter möglichst nicht benutzt werden,
um Messfehler (Einschwingzeit) zu vermeiden.
AVERAGE
Drucktaste mit zugeordneter LED
Mit einem Tastendruck wird die AVERAGE-Funktion zusammen
mit der LED ein- oder ausgeschaltet. Leuchtet die LED, ist nicht
nur die AVERAGE-Funktion eingeschaltet, sondern auch die
Max.-HLD-Funktion . Ist Max. HLD eingeschaltet ist auch die
AVERAGE-Funktion im Hintergrund wirksam. Das ermöglicht
eine direkte Umschaltung ohne Wartezeiten.
Bedienelemente und Readout