Hameg HM5530 User manual

Spectrum-Analyzer
HM5530
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
Verbindungskabel 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 Signalleitungen
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: HM5530
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)
Messkategorie / Measuring category / Catégorie de mesure: I
Hersteller HAMEG Instruments GmbH KONFORMITÄTSERKLÄRUNG
Manufacturer Industriestraße 6 DECLARATION OF CONFORMITY
Fabricant D-63533 Mainhausen DECLARATION DE CONFORMITE
Überspannungskategorie / Overvoltage category / Catégorie de surtension: II
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 / Imunitée: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
10. 04. 2006
Unterschrift / Signature /Signatur
Manuel Roth
Manager
Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung

3
Änderungen vorbehalten
English 26
Deutsch
CE-Konformitätserklärung 2
Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung 2
Spektrumanalysator HM5530 4
Technische Daten 5
Wichtige Hinweise 6
Symbole 6
Aufstellung des Gerätes 6
Sicherheit 6
Bestimmungsgemäßer Betrieb 7
Gewährleistung und Reparatur 7
Wartung 7
Schutzschaltung 7
Netzspannung 7
Kurzbeschreibung der Bedienelemente 8
Test Signal Display 10
Betriebshinweise und Hinweise
für erste Messungen 11
Betriebshinweise 11
Erste Messungen 11
Allgemeine Grundlagen Spektralanalysatoren 12
Anforderungen an Spektralanalysatoren 13
Frequenzmessung 13
Stabilität 13
Auflösung 13
Rauschen 14
Video-Filter 14
Empfindlichkeit – Max. Eingangspegel 14
Frequenzgang 15
Funktionsprinzip des HM5530 15
Normalbetrieb und ZERO SPAN-Betrieb 16
Bedienungselemente und Readout 16
RS-232 Interface: Messwertabfrage
und Fernsteuerung 23
Liste der Einstellbefehle 24
Inhaltsverzeichnis

4Änderungen vorbehalten
3 GHz-Signal mit AM
Testsignal 50 MHz
AM-Signal mit externem
Trigger im Zero Span
3 GHz Spektrumanalysator
HM5530
Frequenzbereich von 100 kHz bis 3 GHz
Amplitudenmessbereich von -110 dBm bis +20 dBm
Phasensynchrone, direkte digitale Frequenzsynthese (DDS)
Auflösungsbandbreiten (RBW): 9 kHz, 120 kHz und 1 MHz
YIG-Oszillator
Pre-Compliance EMV-Messungen
Software für erweiterte Messfunktionen für EMV-Messungen
im Lieferumfang enthalten
RS-232 Schnittstelle
optional: USB/RS-232 für Dokumentation und Steuerung
HM5530

5
Änderungen vorbehalten
Technische Daten
3 GHz Spektrumanalysator HM5530
bei 23 °C nach einer Warmlaufzeitzeit von 30 Minuten
Frequenzeingeschaften
Frequenzbereich: 100 kHz bis 3 GHz
Frequenzerzeugung: TXCO mit DDS
(digitale Frequenzsynthese)
Stabilität: ± 1 ppm
Alterung: ± 1 ppm/Jahr
Auflösung Frequenzanzeige: 1kHz(6
1⁄2-Digit Readout)
Mittenfrequenzeinstellbereich: 0 bis 3 GHz
Mittenfrequenztoleranz: ± 1 kHz
Spanbereich: 0 (zero span) und 1 bis 3000 MHz
Amplitudeneigenschaften
Anzeigebereich: -110 dBm bis +20 dBm
Skalierung: 10 oder 5 dB/div, umschaltbar auf dBm,
dBmV, dBμV
Dynamikbereich: 80 dB (10 dB/div), 40 dB (5 dB/div)
Amplitudenfrequenzgang (bei ATT 10 dB, Zero Span, 1 MHz – RBW,
Signal -20 dBm): ±3dB
Anzeige Bildröhre (CRT): 8 cm x 10 cm
Anzeigecharakteristik: logarithmisch
Anzeigeeinheit: dB (dBm, dBmV, dBμV)
Eingangsteiler (Attenuator): 0 bis 50 dB (10 dB-Stufen)
Toleranz: ±2 dB, bezogen auf 10 dB
Max., dauernd zul. Eingangspegel:
Abschwächung 10 – 50 dB: + 20 dBm (0,1 W)
Abschwächung 0 dB: + 10 dBm
Max. zul. Gleichspannung: ±25V
Referenzpegel:
Einstellbereich: -110 dBm bis +20 dBm
Toleranz, bezogen auf 1500MHz, ATT 10 dB,
Zero Span, RBW 1 MHz: ± 1 dB
Min. Rauschpegelmittelwert (RBW 9 kHz):
150 kHz – 1,5 MHz: –90 dBm
1,5 MHz – 2,6 GHz: –100 dBm
2,6 GHz – 3,0 GHz: –90 dBm
Intermodulationsabstand 3. Ordnung:
2 Signale je –33dBm,
Abstand › 3 MHz: › 75 dBc
Abstand harmonischer Verzerrungen (2. Harm. bei -30 dBm, ATT 0 dB,
Frequenzabstand ›3 MHz): › 75 dBc
Bandbreitenabhängiger Amplitudenfehler, bezogen auf RBW 1 MHz,
Zero Span: ±1dB
Digitalisierung: ± 1 Digit (0,4 dB) bei 10 dB/div Skalierung
(average, Zero Span)
Marker/Deltamarker
Frequenzauflösung: Span/2000, max. 1kHz, 61⁄2-Digit
Frequenzgenauigkeit: ± (1 kHz + Mittenfrequenztoleranz
+ 0,02 % x Span)
Amplitudenauflösung: 0,4 dB, 31⁄2-Digit
Bandbreiten
Auflösebandbreiten (RBW) (–6 dB): 1 MHz, 120 kHz, 9 kHz
Videobandbreiten (VBW): 50 kHz, 4 kHz
mit automatischer Umschaltung der Sweepzeit:
40, 80, 160, 320 und 1000 ms
Eingänge/Ausgänge
Messeingang: N-Buchse
Eingangsimpedanz: 50 Ω
VSWR (ATT 10dB): typ. 1,5 : 1
Testsignalausgang: N-Buchse
Ausgangsimpedanz: 50 Ω
Frequenz: 50 MHz ± 1 kHz
Pegel: -10 bis 0 dBm (in 0,2 dB-Stufen)
Genauigkeit des Pegels: ± 3 dB @0 dBm
Versorgungsausgang
für Sonden: 6V
DC, max. 100 mA
(2,5 mm DIN Klinkenstecker)
Audioausgang (Phone): 3,5 mm DIN Klinkenstecker
RS-232 Schnittstelle: 9 pol. Submin-D
Eingang für ext. Trigger: BNC-Buchse
Digitales Signal:
Low Pegel: 0 bis +0,8V
High Pegel: +2,5 V bis +5,0 V
Funktionen
Eingabe Tastatur: Mittenfrequenz, Span, Startfrequenz,
Stopfrequenz, Marker, Delta Marker,
Referenzpegel, Testsignalpegel.
Eingabe Drehgeber: Mittenfrequenz, Span, Startfrequenz,
Stopfrequenz, Marker, Delta Marker,
Referenzpegel, Testsignalpegel, Helligkeit,
Schärfe, Strahldrehung, Lautstärke.
„Max. Hold“ – Funktion: Spitzenwertdetektion
AVG (average): Mittelwertbildung
Referenzkurve: Speichertiefe: 2 k x 8 Bit
SAVE/RECALL: Speicherung und Aufruf von
10 Geräteeinstellungen
AM-Demodulation: für Audio (Kopfhöreranschluss)
REMOTE: Anzeige/Aufheben der Schnittstellen-
steuerung über RS-232
Readout: Messparameteranzeige
Verschiedenes
Bildröhre (CRT): D 14-363GY, 8 cm x 10 cm Innenraster
Beschleunigungsspannung: ca. 2 kV
Strahldrehung: auf der Frontplatte einstellbar
Arbeitstemperaturbereich: + 10 bis + 40 °C
Lagertemperatur: – 40 bis + 70 °C
Netzanschluss: 105 bis 254 VAC, 50 bis 60 Hz, ca. 37 W, CAT II
Schutzart: Schutzklasse I mit Schutzleiter,
EN(IEC) 61010-1
Gehäuse (B x H x T): 285 x 125 x 380 mm
verstellbarer Aufstell-/Tragegriff
Gewicht: ca. 6,5 Kg
Im Lieferumfang enthalten: Netzkabel, Bedienungsanleitung, CD-ROM,
HZ21 Adapterstecker (N-Stecker auf BNC-Buchse).
Optionales Zubehör:
HO720 USB/RS232 Schnittstelle
HZ70 Opto-Schnittstelle
HZ520 Ansteckantenne
HZ540/550 Nahfelssondensatz
HZ560 Transient limiter
HZ575 75/50-Ω-Konverter

6Änderungen vorbehalten
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, 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 vorzunehmen,
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 gezogen
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
entfernt werden, in dem man ihn weiter herauszieht. Das An-
bringen 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
gegen 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).
Wichtige Hinweise
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
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 Brenn-
spiritus 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
nachzureiben. Nach der Reinigung sollte sie mit einer handels-
üblichen antistatischen Lösung, geeignet für Kunststoffe, be-
handelt 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
250V. 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 unbe-
schädigtem Sicherungshalter) nur erfolgen, wenn zuvor das
Netzkabel aus der Buchse entfernt wurde. Danach muss der
Sicherungshalter mit einem Schraubenzieher herausgehebelt
werden. Der Ansatzpunkt ist ein Schlitz, der sich auf der Seite
der Anschlusskontakte befindet. Die Sicherung kann dann aus
einer Halterung 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 Lage-
rung Kondenswasser gebildet, muss das Gerät ca. 2 Stunden
akklimatisiert 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
Beanstandungen 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 Gewährleistungsfrist
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: [email protected]) bestellen.
Wichtige Hinweise

8Änderungen vorbehalten
Kurzbeschreibung der Bedienelemente
Diese Seitenzahlen verweisen auf die ausführliche Beschreibung im
Kapitel „Bedienelemente und Readout“! n
POWER 17
Netz, Ein/Ausschalter.
10er-Tastatur 17
Tastenblock zur Zifferneingabe.
CENTER 17
Mittenfrequenz-Einstellung mit Tastatur oder Drehgeber
(Anzeige: CF.....).
SPAN 18
Frequenzmessbereich-Einstellung mit Tastatur oder
Drehgeber . (Anzeige: SP.....).
START 18
Startfrequenz-Einstellung des Frequenzmessbereichs (in
Verbindung mit einer Stopfrequenz) mit Tastatur oder
Drehgeber (Anzeige: SR.....).
STOP 18
Stopfrequenz-Einstellung des Frequenzmessbereichs (in
Verbindung mit einer Startfrequenz) mit Tastatur oder
Drehgeber (Anzeige: SP.....).
TUNING 18
(Drehgeber) Zur Parametereingabe bzw. -änderung von:
Mittenfrequenz CENTER, SPAN, START/STOP-Frequenz,
MARKER, Deltamarker, REF.-LEVEL, TEST-Signalpegel,
Helligkeit (INTENS), Schärfe (FOCUS), Strahldrehung (TRA-
CE rotation) und Lautstärke (PHONE).
DISPLAY MODE 18
Readout-Helligkeit (Sequenz: 100%, 50%, 0%, 100% etc.).
Langes Drücken: Anzeige der gewählten Schnittstelle
(Anzeige RS-232 oder USB; nur in Verbindung mit HO720)
Nochmaliges kurzes Drücken: Auswahl der Schnittstelle
(RS-232 / USB; nur in Verbindung mit HO720)
INTENS 18
Helligkeitseinstellung mit Drehgeber .
FOCUS 18
Schärfeeinstellung mit Drehgeber .
TRACE 18
Strahldrehung mit Drehgeber .
dB/DIV (kurzes Drücken) 18
Umschaltung von 10 dB/div auf 5 dB/div.
dB UNIT* (langes Drücken)
Umschaltung von dBm auf dBmV und dBμV.
ATTENUATION   18
Eingangsabschwächer von 0 bis 50 dB.
0 dB* Stellung 0 dB aus Sicherheitsgründen nur durch
langes Drücken einschaltbar.
REF.-LEVEL 19
Kurzes Drücken: Einstellung des Referenzpegels mit Ta-
statur oder Drehgeber . (Anzeige: RL..... oder R*.....)
AUTO*
Langes Drücken: Ein- und Ausschalten der automatischen
Anpassung des Attenuators beim Einstellen des Referenz-
pegels.
(Funktion eingeschaltet; Anzeige: R*.....)
(Funktion ausgeschaltet; Anzeige: RL.....)
VBW 20
Video Bandwidth, Umschaltung Videofilter zwischen 50 kHz
und 4 kHz.
SELECT 20
Nach einem kurzen Tastendruck auf eine der beiden Tasten,
wird die gewählte Funktion (SAVE oder RECALL) und der
Speicherplatz für einige Sekunden angezeigt. Innerhalb
dieser Zeitspanne lässt sich der Speicherplatz mit kurzem
Betätigen einer der Tasten auswählen.
SAVE* / RECALL* 20
Wird die mit SELECT gewählte Funktion (SAVE oder RECALL)
zusammen mit dem Speicherplatz angezeigt, kann sie mit
einem langen Tastendruck ausgeführt werden (Speichern
oder Aufrufen).
MARKER 20
Kurzes Drücken: Einschalten des absoluten Markers (Kreuz-
Symbol auf dem Signal). (Anzeige MF..... und ML.....)
Nochmaliges kurzes Drücken: Automatische Positionierung
auf höchstem Pegel.
Δ-MARKER* 20
Langes Drücken: Einschalten des relativen Markers (Rhom-
bus-Symbol auf dem Signal). (Anzeige DF..... und DL.....)
Nochmaliges langes Drücken: Automatische Positionierung
auf höchstem Pegel.
RBW 20
Kurzes Drücken: Umschaltung der Auflösungsbandbreite
1000 kHz, 120 kHz oder 9 kHz. (Anzeige: BW ..... kHz)
AUTO*
Langes Drücken: Ein- und Ausschalten der automatischen
Wahl der Auflösungsbandbreite.
(Funktion eingeschaltet; Anzeige: B*.....)
(Funktion ausgeschaltet; Anzeige: BW.....)
AVG 21
Ein- und Ausschalten der Mittelwertbildung.
MAX HOLD 21
Ein- und Ausschalten der Maximalwerterfassung.
MIN HOLD* 21
Ein- und Ausschalten der Minimalwerterfassung. Funktion
wird durch blinkende Taste angezeigt.
PHONE (Taste) 22
Lautstärkeeinstellung mit dem Drehgeber .
PHONE (Buchse) 22
Kopfhöreranschluss für 3,5 mm Klinkenstecker; Impedanz
>8 Ω.
VIEW B 22
Anzeige des Referenzspeicherinhalts (B).
CALC A – B 22
Anzeige der Differenz (A – B) zwischen aktuellem Signal (A)
und dem Referenzspeicherinhalt (B).
REMOTE 22
Leuchtet bei Fernsteuerbetrieb.
Tastendruck schaltet Fernsteuerbetrieb ab.
Kurzbeschreibung der Bedienelemente

9
Änderungen vorbehalten
WRITE A 22
Anzeige des aktuellen Signals (A).
COPY A > B 23
Mit Tastendruck wird das aktuelle Signal (A) in den Refe-
renzspeicher (B) kopiert.
TEST SIGNAL / LEVEL 23
Einstellung des Testsignalpegels mit Tastatur oder
Drehgeber . (Anzeige: TL.....)
INPUT 50 Ω 23
Eingangs-N-Buchse. Die maximal zulässigen Eingangs-
spannungen dürfen nicht überschritten werden: Zerstö-
rungsgefahr!
* PUSH LONG
External TRIGGER 23
BNC-Eingang für externes Triggersignal (Sweep-
auslösung).
ON 23
Taste zum Ein-/Ausschalten des externen Triggers.
TEST SIGNAL ON 23
Taste zum Ein-/Ausschalten des Testsignals.
OUTPUT 50 Ω 23
Testsignal–Ausgangs (N-Buchse).
PROBE POWER 23
Stromversorgungsanschluß (6 VDC) von Sonden
(2,5 mm Klinkenstecker).
Kurzbeschreibung der Bedienelemente

10 Änderungen vorbehalten
50 MHz Test Signal ON
mit Marker
Test Signal Display
Test Signal Display
50 MHz Test Signal, 2. Harmonische mit Delta-Marker
Mittenfrequenz-Line (RO = Readout)
Videobandbreite (RO)
Auflösungsbandbreite (RO)
Markerpegel (RO
Markerfrequenz (RO)
Attenuator und dB/div
Referenzpegel
Testsignal Ausgangspegel (RO)
Sweepzeit
Referenzpegel-
Line
Testsignal
Output
VIEW B
(Stored Signal)
External
Trigger Input
RF Input

11
Änderungen vorbehalten
Betriebshinweise und Hinweise für erste Messungen
Betriebshinweise und Hinweise
für erste Messungen
Betriebshinweise
Vor der Inbetriebnahme des HM5530 ist unbedingt der Abschnitt
„Sicherheit“ zu lesen, und es sind die darin enthaltenen Hinwei-
se zu beachten. Für den Betrieb des Gerätes sind keine beson-
deren Vorkenntnisse erforderlich. Die übersichtliche Gliederung
der Frontplatte und die Beschränkung auf die wesentlichen
Funktionen erlauben ein effizientes Arbeiten sofort nach der In-
betriebnahme. Dennoch sollten einige grundsätzliche Hinweise
für den störungsfreien Betrieb beachtet werden.
Die empfindlichste Baugruppe ist die Eingangsstufe des Spek-
trumanalysators. Sie besteht aus dem Eingangs-Abschwächer,
einem Tiefpassfilter und der ersten Mischstufe.
Ohne Eingangssignal-Abschwächung dürfen folgende Pegel am
Eingang (50 Ω) nicht überschritten werden: +10 dBm (0,7 Veff)
Wechselspannung; ±25Volt Gleichspannung. Mit 10 ... 50 dB
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 Eingangsspan-
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
Frequenzbereich (0,1MHz – 3000 MHz) zu beginnen. Trotzdem
ist zu berücksichtigen, dass unzulässig hohe Signalamplituden
auch außerhalb des erfassten Frequenzbereichs vorliegen kön-
nen, die zwar nicht angezeigt werden können (z.B. 3200 MHz),
jedoch zur Übersteuerung und in Extremfall zur Zerstörung des
1. Mischers führen können.
Der Frequenzbereich von 0 Hz bis 100 kHz ist für den Spektrum-
Analysator nicht spezifiziert. In diesem Bereich angezeigte
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 aufgrund
des Darstellungsprinzips beim Spektrum-Analysator alle
Signale schon bei relativ geringer Intensitätseinstellung gut
erkennbar. Außerdem wird damit eine übermäßige Belastung
der Leuchtschicht im Bereich des Rauschbandes verhindert.
Aufgrund des Umsetzungsprinzips moderner Spektrum-Ana-
lysatoren ist bei einer eingestellten Mittenfrequenz von 0 MHz
auch ohne anliegendes Signal eine Spektrallinie auf dem Bild-
schirm sichtbar. Sie ist immer dann sichtbar, wenn die Frequenz
des 1st LO in den Bereich der 1. Zwischenfrequenz fällt. Diese
Linie wird oft als sogenannter „Zero-Peak“ bezeichnet. Sie wird
durch den Trägerrest des 1. Mischers (Local-Oscillator-Durch-
griff) verursacht. Der Pegel dieser Spektrallinie ist von Gerät zu
Gerät verschieden. Eine Abweichung von der vollen Bildschirm-
höhe stellt also keine Fehlfunktion des Gerätes dar.
Erste Messungen
Einstellungen: Bevor ein unbekanntes Signal an den Messein-
gang angelegt wird, sollte geprüft und sichergestellt werden,
dass das Signal keinen Gleichspannungsanteil von >±25V
aufweist und die maximale Amplitude <+10dBm ist.
ATTN. (Eingangsdämpfung): Damit das Eingangsteil nicht
überlastet wird, sollte der Abschwächer vor dem Anlegen des
Signals auf 50 dB geschaltet sein. (AT 50dB)
Frequenzeinstellung: CENTER (CF) auf 500MHz einstellen und
einen SPAN (SF) von 1000MHz wählen.
Vertikalskalierung: Die vertikale Skalierung sollte 10dB/div.
betragen, damit der größte Anzeigebereich 80dB vorliegt.
(10dB/div.)
RBW (Auflösungsbandbreite): Es sollten zu Anfang einer
Messung das 1MHz-Filter (RB 1 MHz) eingeschaltet und das
Videofilter ausgeschaltet (VB 50kHz) sein.
Ist kein Signal und ist nur die Frequenzbasislinie (Rausch-
band) sichtbar, kann nun die Eingangsdämpfung schrittweise
verringert werden, um die Anzeige niedrigerer Signalpegel
zu ermöglichen. Verschiebt sich dabei die Frequenzbasislinie
(Rauschband) nach oben, ist dies ein mögliches Indiz für eine
außerhalb 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
100kHz bis 3000 MHz) bis an die oberste Rasterlinie (Referenz-
linie) heranreicht, diese jedoch nicht überschreitet. Im Falle
einer Überschreitung muss zusätzliche Eingangsdämpfung
eingeschaltet werden bzw. ist ein externes Dämpfungsglied
geeigneter Dämpfung und Leistung zu verwenden.
Messungen im Full Span (SF 3000MHz) sind in aller Regel nur
als Übersichtsmessungen sinnvoll. Eine genaue Analyse ist
nur mit verringertem SPAN möglich. Hierzu muss zuvor das
interessierende Signal durch eine Veränderung der Mitten-
frequenz (CENTER) in die Bildschirmmitte gebracht werden,
danach kann der SPAN reduziert werden. Anschließend kann
die Auflösungsbandbreite (RBW) verringert und gegebenenfalls
das Videofilter eingeschaltet werden. Der Warnhinweis „uncal“
darf nicht im Anzeigefenster (SW ... ) erscheinen, da sonst
Amplitudenmessfehler zu befürchten sind.
Messwerte ablesen: Um die Messwerte zahlenmäßig zu
erfassen, besteht der einfachste Weg in der Benutzung der
Marker. Hierzu wird die Taste MARKER kurz gedrückt, der 1.
Marker (Kreuz) mit dem Drehknopf auf die interessierende
Signalspitze gesetzt und die für Frequenz und Pegel ange-
zeigten Markerwerte (MF, ML) abgelesen. Bei der Anzeige des
Pegelwertes werden der Referenzpegel (REF.-LEVEL) und die
Eingangsabschwächung (ATT) automatisch berücksichtigt. Mit
einem 2. Marker können Differenzfrequenz und Differenzpegel
zum 1. Marker bestimmt werden, siehe hierzu die ausführliche
Beschreibung.
Sollen Messwerte ohne Benutzung der Marker erfasst werden,
so ist zu beachten, dass alles vom Bezugswert im Readout
(RL ... dBm), dies ist der obere Rasterrand, her zu rechnen ist!
Dies ist ungewohnt, weil es beim Oszilloskop anders ist. Die
Skalierung kann 10 oder 5 dB/div betragen. Bei 10 dB/div um-
fasst der Bildschirm also einen Dynamikbereich von 80 dB, die
untere Rasterlinie entspricht – 80 dBm, falls der Bezugswert
(RL 0 dBm) beträgt.

12 Änderungen vorbehalten
Allgemeine Grundlagen Spektralanalysatoren
Allgemeine Grundlagen Spektralanalysatoren
Einführung in die Spektralanalyse, Vorzüge von
Spektralanalysatoren
Die Analyse von elektrischen Signalen ist ein Grundproblem
für viele Ingenieure und Wissenschaftler. Selbst wenn das ei-
gentliche Problem nichtelektrischer 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
Beschleunigung, als auch Messwertumformer für chemische
und biologische Prozesse. Die Wandlung der physikalischen
Parameter ermöglicht anschließend die Untersuchung der
verschiedenen Phänomene im Zeit- und Frequenzbereich.
Der traditionelle Weg, elektrische Signale zu analysieren, ist
ihre Darstellung in der Amplituden-Zeit-Ebene. Diese erfolgt
u.a. mit Oszilloskopen im Y/t-Betrieb, d.h. es werden Infor-
mationen über Amplituden und zeitliche Zusammenhänge
erkennbar. Allerdings lassen sich damit nicht alle Signale
ausreichend charakterisieren, wie z.B. bei der Darstellung einer
Signalform, die aus verschiedenen sinusförmigen Bestandteilen
zusammengesetzt ist. Mit einem Oszilloskop würde nur die
Kurvenform, d.h. Summe aller Bestandteile sichtbar werden,
die einzelnen Frequenz- und Amplituden-Anteile sind nicht
erfassbar und schon gar nicht quantifizierbar
Ein Spektralanalysator stellt die Amplituden der einzelnen
Signalbestandteile über der Frequenz (Y/f) dar. Das zu er-
fassende Signal bzw. seine Anteile müssen sich periodisch
wiederholen.
Es gibt Oszilloskope, die mathematisch ein Fourier-Spektrum
berechnen und anzeigen können; obwohl dieses Leistungs-
merkmal für manche Anwendungsfälle ausreichen mag, wird
jedoch dadurch aus einem Oszilloskop niemals ein Spektrala-
nalysator, denn es verbleiben erhebliche Unterschiede.
Man benötigt in der Praxis daher beide Geräte:
1. Die Empfindlichkeit eines Spektralanalysators ist um Grö-
ßenordnungen höher als die eines jeden Oszilloskops. Dies,
u.U. in Verbindung mit Punkt 2, ermöglicht überhaupt erst
die Analyse von Signalen, die mit einem Oszilloskop nicht
darstellbar sind.
2. Der Dynamikbereich eines Spektralanalysators liegt um
Größenordnungen über dem eines jeden Oszilloskops.
3. Ähnlich verhält es sich mit dem Nachweis von Verzerrungen
sinusförmiger Signale, dem Nachweis niedriger Amplitu-
den-Modulation und Messungen im Bereich der AM- und
FM-Technik, wie Trägerfrequenz, Modulationsfrequenz
oder Modulationsgradmessungen. Ebenso lassen sich
Frequenzkonverter in Bezug auf Übertragungsverluste und
Verzerrungen einfach charakterisieren.
4. Ein Oszilloskop verstärkt das gesamte Eingangssignal
breitbandig bis zur Anzeige auf der Bildröhre (beim Analo-
goszilloskop) oder bis zum A/D-Wandler (beim DSO). Große
Signalbestandteile oder hohe Störungen erzwingen eine
entsprechende Einstellung der Empfindlichkeit, so dass
schwache Signale bzw. Signalanteile nicht mehr erkenn-
bar sind. Eine Erhöhung der Empfindlichkeit ist in solchen
Fällen nicht möglich, da der Vertikalverstärker übersteuert
würde, wodurch Verzerrungen entstünden. (Ausnahme:
Echte Differenzverstärker mit Offset können aus einem
großen Signal mit hoher Empfindlichkeit kleine Signalteile
vergrößert darstellen.)
Ein Spektralanalysator hingegen ist – wie noch ausgeführt
wird – ein äußerst aufwendiger durchstimmbarer Schmal-
bandempfänger mit einer hochwertigen Eingangsselektion
und mehrfacher Umsetzung mit den bekannten Vorteilen.
Er kann deswegen in Verbindung mit der logarithmischen
Anzeige auch in Gegenwart weit höherer Amplituden an-
derer Frequenzen sehr kleine Amplituden erkennen und
quantitativ auswerten.
5. Ein Spektralanalysator kann ein u. U. sehr breites Frequenz-
band gleichzeitig abbilden, wobei wegen der logarithmischen
Anzeige z.B. wie beim HM 5530 80dB auf dem Bildschirm
dargestellt werden. Dies ist für viele Anwendungen wie z.B.
EMV-Messungen ein unschätzbarer Vorteil, u.a., weil die
Auswirkung von Maßnahmen über einen großen Frequenz-
bereich auf einen Blick erkennbar ist. Bei EMV-Arbeiten gibt
es z.B. den sog. „Wasserbett-Effekt“, der besagt, dass die
Absenkung eines Frequenzbereiches oft eine Erhöhung in
einem anderen und damit in Summe nichts bewirkt; dies
sieht man sofort.
Spektralanalysatoren lassen sich nach zwei grundsätzlichen
Verfahren unterscheiden: gewobbelte bzw. abgestimmte sowie
Echtzeit-Analysatoren. Echtzeit-Analysatoren nach dem Prinzip
der diskreten Fouriertransformation bestehen aus der Paral-
lelschaltung einer Vielzahl von frequenzselektiven Indikatoren.
Es können dabei so viele diskrete Frequenzen zur Anzeige
gebracht werden, wie Filter vorhanden sind. Die Grenze der
Wirtschaftlichkeit wird hier je nach Anzahl und Güte der Filter
teilweise schnell erreicht.
Fast alle modernen Spektralanalysatoren arbeiten deshalb nach
dem Überlagerungsprinzip (Superheterodyn-Prinzip). Ein Ver-
fahren ist dabei, die Mittenfrequenz eines Bandpassfilters über
den gewünschten Frequenzbereich abzustimmen. Ein Detektor
erzeugt dabei eine vertikale Ablenkung auf dem Bildschirm,
und ein durchstimmbarer Generator sorgt für die synchrone
Abstimmung der Filtermittenfrequenz und der Horizontalablen-
kung. Dieses einfache Prinzip ist relativ preiswert, hat jedoch
große Nachteile in Bezug auf Selektion und Empfindlichkeit;
unter anderem auf Grund der nicht konstanten Bandbreite bei
abgestimmten Filtern.
Die gebräuchlichen Spektralanalysatoren arbeiten nach dem-
selben Prinzip wie ein hochwertiger Radioempfänger und ver-
wenden für die Selektion ein (oder mehrere) Bandpassfilter mit
fester Mittenfrequenz. Es lässt zu jedem Zeitpunkt denjenigen
Anteil der zu analysierenden Funktion passieren, für den gilt:
finp(t) = fLO(t) ± fZF
Durch die Umsetzung auf eine feste Zwischenfrequenz werden
die Nachteile des Systems mit abstimmbarem Bandpassfilter
umgangen.
Der nutzbare Frequenzbereich und die Grenzempfindlichkeit
eines Spektralanalysators hängen zum größten Teil vom Kon-
zept und der technischen Ausführung des Eingangsteils ab.
Das HF-Eingangsteil wird durch die Komponenten Eingangs-
abschwächer, Eingangsfilter, Mischer und Umsetzoszillator
(LO) bestimmt.

13
Änderungen vorbehalten
Anforderungen an Spektralanalysatoren
Anforderungen an Spektralanalysatoren
Die verschiedenen Einsatzgebiete der Spektralanalysatoren
erfordern von diesen Geräten vielfältige Eigenschaften, die
sich zum Teil untereinander ausschließen oder sich nur durch
großen Aufwand zusammenfassen lassen. Das Anwendungsge-
biet dieser 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, Filteran-
forderungen 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
ebenem Frequenzgang, und geringem Eigenklirrfaktor meist
nur unter großem Aufwand realisieren.
Frequenzmessung
Spektralanalysatoren 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: 3000MHz) betrachtet und die
Frequenz eines Signals grob bestimmt werden. Anschließend
kann diese Frequenz als Mittenfrequenz CENTER vorgegeben
und die Signaldarstellung mit geringerem SPAN vorgenommen
werden.
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, kons-
tante Linie angezeigt wird, mit den Mittenfrequenz (CENTER)-
Einstellelementen auf maximalen Pegel einzustellen und die
Frequenz abzulesen. Dabei arbeitet der Analysator als ein auf
eine diskrete Frequenz abgestimmter Empfänger mit wählbaren
Bandbreiten.
Stabilität
Es ist wichtig, dass der Spektralanalysator 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 Spektralanalysators
ein. Sie werden spezifiziert durch eine Dämpfung in dB und
einen Abstand in Hz, bezogen auf das zu untersuchende Signal
bei einer bestimmten Filterbandbreite.
Die Langzeit-Stabilität eines Spektralanalysators 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 Spektralanalysator
gemessen werden kann, muss dieses Signal ermittelt bzw.
aufgelöst werden. Auflösung heißt dabei, es muss von benach-
barten Signalen im zu untersuchenden Spektrum unterschieden
werden. Diese Möglichkeit ist eine entscheidende Vorausset-
zung für viele Applikationen mit dem Spektralanalysator. Die
Auflösung wird bestimmt durch:
– Sweepzeit
– Span (dispersion)
– 6dB – Bandbreite des schmalbandigsten Verstärkers resp.
Filters.
Die 6 dB/Bandbreite des schmalbandigsten Verstärkers resp.
Filters, falls Gaußverhalten eingehalten wird, nennt man
Auflösungsbandbreite, dies ist die schmalste Bandbreite, die
überhaupt dargestellt werden kann, wenn die anderen beiden
Parameter (Sweepzeit und Span) verändert werden.
Wichtige Kennwerte für die Trennbarkeit zweier benachbarter
Spektrallinien mit stark unterschiedlicher Amplitude sind
also die Bandbreite und die Flankensteilheit der ZF-Filter. Die
Bandbreite wird im allgemeinen als die Frequenz angegeben,
bei der der Signalpegel gegenüber der Mittenfrequenz um
3dB abgefallen ist; bei Spektralanalysatoren ist Abfall um 6 dB
üblich und gilt für den HM5530; dies ist bei einem Bandbreiten-
vergleich zu beachten. 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 Spek-
tralanalysators, eng benachbarte Signale zu trennen.
Ist z.B. der Formfaktor eines Filters im Spektralanalysator
15 :1, dann müssen zwei in der Amplitude um 60dB unter-
schiedliche Signale sich in der Frequenz mindestens um den
Faktor 7,5 der ZF-Filterbandbreite unterscheiden, um einzeln
erkennbar 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-
terschiedlicher 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. 9kHz, dann ist der kleinste
Frequenzabstand, um 2 Spektrallinien voneinander zu trennen,
ebenfalls 9kHz. Dies ist deshalb der Fall, weil der Spektrum-
analysator seine eigene ZF-Filterkurve darstellt (wobbelt), wenn
er ein Signal im Spektrum detektiert. Da die Auflösung des
Spektralanalysators 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 eben durch die Stabilität des Spektralanaly-
sators (Rest-FM) begrenzt wird. D.h., bei einer Rest-FM des
Spektralanalysators von z.B. 9kHz, ist die kleinste sinnvolle ZF-
Bandbreite, die verwendet werden kann, um ein einzelnes 9kHz-
Signal zu bestimmen, ebenfalls 9kHz. Ein schmalbandigeres
ZF-Filter würde in diesem Fall mehr als eine Spektrallinie
auf dem Bildschirm abbilden oder ein jitterndes Bild (je nach
Wobbelgeschwindigkeit) oder ein nur zum Teil geschriebenes
Bild erzeugen.
Außerdem besteht eine weitere praktische Einschränkung für
die schmalste Filterbandbreite: die Wobbelgeschwindigkeit
im Verhältnis zur gewählten Filterbandbreite. Dabei gilt: je
schmaler die Filterbandbreite ist, desto niedriger muss die
Wobbelgeschwindigkeit sein, um dem Filter noch korrektes
Einschwingen zu ermöglichen. Wird die Wobbelgeschwindigkeit

14 Änderungen vorbehalten
Anforderungen an Spektrumanalysatoren
zu groß gewählt, so können die Filter sind u.U. nicht einschwin-
gen, dies resultiert in unkorrekter Amplitudendarstellung des
Spektrums. Im allgemeinen werden die einzelnen Spektral-
linien dann mit zu niedriger Amplitude dargestellt. Auf diese
Weise sind praktische Grenzen für die kleinste Filterbandbreite
gesetzt.
Man definiert eine sog. Optimale Auflösung (optimum resolu-
tion) zu:
SQRT Span (dispersion) in Hz
Optimale Auflösung = ——————————————
Sweepzeit in s
Fern definiert man eine Optimale Auflösungsbandbreite (opti-
mum resolution bandwidth) zu:
0,66 x SQRT Span (dispersion)
Opt. Auflösungsbandbreite = ——————————————
Sweepzeit
Für sehr lange Sweepzeiten fallen beide zusammen.
Bei gepulsten Signalen beträgt die optimale Auflösungsband-
breite:
Opt. Auflösungsbandbreite (–3 dB)!) für gepulste Signale ≤0,1/
Pulsdauer.
Ist die Bandbreite zu klein, so werden die Amplituden der Sei-
tenbänder zu klein wiedergegeben. Bei optimaler Bandbreite
ergeben sich klare Nullstellen und eine korrekte Spektrums-
darstellung. Bei zu großer Bandbreite werden die Seitenbänder
durch Mittelung verschliffen, die Nullstellen sind kaum noch
erkennbar, das Spektrum ist verzerrt.
Rauschen
Die Empfindlichkeit ist ein Maß für die Fähigkeit des Spek-
tralanalysators, 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.
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 10dB senkt, was wiederum eine Empfindlich-
keitssteigerung des Systems um 10dB ergibt.
Alle weiteren Rauschquellen des Analysators werden als
nichtthermisch angenommen. Unerwünschte Abstrahlungen,
Verzerrungen auf Grund nichtlinearer Kennlinien und Fehlan-
passungen sind Quellen von nichtthermischem Rauschen. Unter
der Übertragungsgüte oder Rauschzahl versteht man norma-
lerweise 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
Spektralanalysators.
Da der Rauschpegel sich mit der Bandbreite ändert, ist es
notwendig, sich beim Empfindlichkeitsvergleich zweier Analy-
satoren auf die gleiche Filterbandbreite zu beziehen. Spektral-
analysatoren werden über ein breites Frequenzband gewobbelt,
sind aber eigentlich schmalbandige Meßinstrumente. Alle
Signale die im Frequenzbereich des Spektralanalysators liegen,
werden auf eine Zwischenfrequenz, u.U. mehrfach, konvertiert
und durchlaufen so die ZF-Filter. Der Detektor hinter dem ZF-
Filter sieht nur den Rauschanteil, der innerhalb der schmalsten
Filterbandbreite liegt, dieses wird auf dem Bildschirm darge-
stellt. 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 Spektralanalysators liegt. Um
für diesen Fall die Signale besser sichtbar zu machen, lässt
sich im Signalweg des Spektralanalysators hinter dem ZF-Fil-
ter ein Video-Filter zuschalten. Durch dieses Filter mit einer
Bandbreite von 4kHz 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-
gestellten SPAN ist, sollte das Video-Filter nicht eingeschaltet
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 (SW ... ) Readout angezeigt).
Empfindlichkeit – Max. Eingangspegel
Die Spezifikation der Eingangsempfindlichkeit eines Spektral-
analysators ist etwas willkürlich. Eine Möglichkeit der Spezifika-
tion ist, die Eingangsempfindlichkeit als den Pegel zu definieren,
bei dem die Signalleistung der mittleren Rauschleistung des
Analysators entspricht. Da ein Spektralanalysator immer Signal
plus Rauschen misst, erscheint bei Erfüllung dieser Definition
das zu messende Signal 3dB oberhalb des Rauschpegels.
Die maximal zulässige Eingangsspannung für einen Spektrum-
analysator ist ein Pegel, der sicher noch nicht zur Zerstörung
der Eingangsstufe führt. Dies ist bei einem Pegel von +10 dBm
für den Eingangsmischer (Abschwächer 1 : 1, d.h. 0 dB) , und +
20 dBm mit Eingangsabschwächer (10 bis 50 dB) der Fall. Bevor
der ,,burn out“-Pegel erreicht wird, setzt eine Verstärkungs-
kompression beim Spektralanalysator ein. Diese ist unkritisch,
solange eine Kompression von 1 dB nicht überschritten wird.
Darüber hinaus kann man erwarten, dass der Analysator
Nichtlinearitäten aufgrund 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 Amplituden dann
nicht mehr den tatsächlichen Verhältnissen.
Bei jeder Signalanalyse entstehen im Spektralanalysator
selbst Verzerrungsprodukte, und zwar größtenteils verursacht
durch die nichtlinearen Eigenschaften der Eingangsstufe. Sie
bewegen sich beim HM5530 in der Größenordnung von >75 dBc
unterhalb des Eingangspegels, solange dieser nicht größer als
–30dBm ist.
Um größere Eingangssignale verarbeiten zu können, ist dem
Mischer ein Eingangsabschwächer vorgeschaltet. Das größte
Eingangssignal, welches der Spektralanalysator bei jeder
beliebigen Stellung des Abschwächers verarbeiten kann ohne
ein bestimmtes Maß an Verzerrungen zu überschreiten, wird

15
Änderungen vorbehalten
Funktionsprinzip des HM5530
der ,,optimale Eingangspegel“ genannt. Das Signal wird dabei
soweit abgeschwächt, dass der Mischer keinen größeren Pe-
gel als –30dBm 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 Spektralanalysators lässt
sich aus den Spezifikationen ermitteln. Den ersten Hinweis
gibt die Spezifikation für die Verzerrungen. So beträgt dieser
Wert z.B. 75dBc bis zu einem Eingangspegel von –30 dBm am
Eingang bei 0dB Eingangsabschwächung. Um diese Werte
nutzbar zu machen, muss der Spektralanalysator in der Lage
sein, Pegel von –110dBm erkennen zu lassen. Die dafür erfor-
derliche ZF-Bandbreite sollte nicht zu schmal sein, sonst er-
geben sich Schwierigkeiten aufgrund von Seitenbandrauschen
und Rest-FM. Die ZF-Bandbreite 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 Spektral-
analysators. Die maximal mögliche Dynamik wird erreicht, wenn
die Spektrallinie mit dem höchsten Pegel den Referenzpegel
gerade noch nicht überschreitet.
Frequenzgang
Mit diesem Begriff wird das Übertragungsverhalten des Spek-
trumanalysators beschrieben. Der Frequenzgang soll möglichst
eben, d.h. die Genauigkeit des angezeigten Signalpegels soll un-
abhängig von der Signalfrequenz sein. Dabei müssen sich Filter
und Verstärker im eingeschwungenen Zustand befinden.
Funktionsprinzip des HM5530
Der HM5530 ist ein Spektrumanalysator für den Frequenzbe-
reich von 100kHz bis 3000 MHz. Damit lassen sich Spektral-
komponenten elektrischer Signale im diesem Frequenzbereich
erfassen und von –110 bis +20dBm quantifizieren.
Das zu analysierende Signal gelangt über den in 10dB-Schrit-
ten von 0 bis 50dB schaltbaren Eingangsabschwächer auf ein
Eingangsfilter (Vorselektion). Dieses Filter erfüllt mehrere
Aufgaben: Es verhindert in gewissem Maße den Mehrfachemp-
fang eines Signals, den Direktempfang der Zwischenfrequenz
(ZF-Durchschlag) und unterdrückt die Rückwirkung des Oszil-
lators auf den Eingang. Der Eingangsmischer ist zusammen mit
dem durchstimmbaren Oszillator (1. LO) für die Umsetzung der
Eingangssignale zuständig. Er bestimmt die frequenzabhängige
Amplitudencharakteristik und die dynamischen Eigenschaften
des Gerätes.
Der Analysator arbeitet nach dem Prinzip des Dreifach - Super-
het - Empfängers, er ist ein elektronisch abgestimmter Schmal-
bandempfänger: Die Frequenzabstimmung erfolgt durch einen
im Bereich 3537,3 bis 6537,3 abstimmbaren Umsetzoszillator
(1. LO: ,,Local Oscillator“), dessen Signal der ersten Mischstufe
(Eingangsmischer) zugeführt wird. Das gesamte am Analysato-
reingang vorhandene Frequenzspektrum (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 3537,3 MHz über der gewünschten
Eingangsfrequenz liegen muss. Die Frequenz des 1. LO
beträgt für 0kHz somit 3537,3 MHz (0kHz + 3537,3 MHz).
Bei 100kHz muss sie 3537,4 MHz (100kHz + 3537,3 MHz)
betragen und bei 1000MHz sind es 4537,3 MHz (1000MHz
+ 3537,3MHz). Der Durchstimmbereich des 1. LO ist somit
3537,3 bis 6537,3MHz.
2. Eingangsspektrum (finp), so wie es am Analysatoreingang
vorliegt und über den Eingangsabschwächer auf den Ein-
gangsmischer gelangt (spezifizierter Messbereich: 100kHz
bis 3000MHz).
3. Mischproduktsumme von 1. LO (fLO) und des gesamten
Eingangsspektrums (finp). Bei einer zu messenden Frequenz
von 100kHz beträgt die Frequenz des 1. LO 3537,4 MHz; die
Summe beträgt dann 3537,5MHz. Für 1000 MHz muss die
Frequenz des 1. LO 4537,3MHz betragen und die Summe
ist 5537, 3MHz.
4. Mischproduktdifferenz von 1. LO (fLO) und des gesamten
Eingangsspektrums (f inp). Bei 100 kHz beträgt die Frequenz
des 1. LO 3537,4MHz, was eine Differenz von 3537,3 MHz
(3537,4MHz – 100 kHz) ergibt. Im Falle 1000MHz (4537,3
MHz – 1000MHz) ist die Differenz erneut 3537,3 MHz.
Nach der 1. Mischstufe gelangen die zuvor beschriebenen
Signale auf ein Bandpassfilter (ZF-Filter). Die Mittenfrequenz
dieses1. ZF-Filters beträgt 3537,3 MHz. Damit können nur die
Mischproduktdifferenz (3537,3 MHz) und das Signal des 1. LO
(bei Abstimmung auf 0 kHz: = 3537,3 MHz ) zum Ausgang des
Bandpassfilters gelangen, von wo aus die weitere Signalver-
arbeitung erfolgt.
Anmerkung: Das vom 1. LO bewirkte „0 kHz-Signal“ ist unver-
meidlich und kann bei Messungen mit 1 MHz Auflösungsband-

16 Änderungen vorbehalten
Funktionsprinzip HM5530
breite (RBW) im Bereich von 100 kHz bis einige MHz stören. Mit
einer niedrigeren Auflösungsbandbreite lassen sich derartige
Effekte vermeiden.
Es folgen nun eine 2. Mischstufe mit einem 2. LO (3200 MHz)
und einer 2. Zf = 337,3 MHz und eine 3. Mischstufe mit einem
3. LO (348 MHz) und einer 3. Zf = 10,7 MHz.
In der letzten ZF-Stufe wird das Signal durch ein Bandpassfilter
mit einer einstellbaren oder vom Gerät automatisch optimal
gewählten Bandbreite von 1000 kHz, 120 kHz oder 9 kHz ge-
schickt und gelangt auf einen AM-Demodulator. Das Signal
(Video-Signal) wird logarithmiert und direkt oder über einen
Tiefpass (Videofilter) einem Analog/Digital-Wandler zugeführt.
Die Signaldaten werden in einem RAM gespeichert, wobei das
Signal der niedrigsten Frequenz unter der niedrigsten Adresse
des RAM gespeichert wird und die höchste Frequenz sinngemäß
unter der höchsten Adresse.
Die im Speicher (A) befindlichen Signaldaten werden ständig
aktualisiert (mit neuen aktuellen Daten überschrieben) und über
einen D/A-Wandler wieder als Analogsignal ausgegeben. Mit
dem Analogsignal wird der Y-Verstärker angesteuert, dessen
Ausgang mit den Y-Ablenkplatten der Bildröhre verbunden ist.
Mit zunehmender Signalamplitude wird der Elektronenstrahl
(logarithmisch) in Richtung oberer Rasterrand abgelenkt. Auf
dem Bildschirm lässt sich ein Dynamikumfang von 80 bzw.
40 dB unterbringen, der mit der Referenzpegeleinstellung über
den gesamten Eingangspegelbereich von –110 bis +20 dBm
verschoben werden kann. Dies ist ähnlich einem sog. Fenster-
verstärker (Differenzverstärker mit Offset) bei Oszilloskopen.
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 des Rasters und das
Signal mit der höchsten Frequenz an dessen rechtem Rand auf
der Bildröhre angezeigt. Die Zeit für einen Strahldurchlauf in
X-Richtung ist identisch mit der Zeit zum Durchwobbeln des mit
SPAN eingestellten Frequenzbereiches und wird im Readout
als (SW ... ) angezeigt.
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 zu kurz bzw. die Wobbelgeschwindigkeit
zu hoch ist und nicht die Erfordernisse der vom ZF- und/oder
Video-Filter benötigten Einschwingzeit erfüllen. Das Gerät zeigt
dann im Anzeigefeld der Messzeit (SW ...) „uncal“ an.
Normalbetrieb und ZERO SPAN-Betrieb
Bei der Messung wird zwischen Zero-Span (Messbereichsum-
fang = Span gleich Null)-Betrieb und Normalbetrieb (SPAN 1
bis 3000 MHz) unterschieden.
Im Zero SPAN-Betrieb erzeugt der 1. LO eine feste Frequenz,
die 3537,3 MHz höher als die zu analysierende Eingangs-
frequenz ist. Der Analysator zeigt dann nur die gewünschte
Eingangsfrequenz (Mittenfrequenz) und die Frequenzanteile
an, die abhängig von der gewählten Auflösungsbandbreite
(RBW) von den ZF-Filtern durchgelassen werden. Das Gerät ist
also nunmehr ein selektiver Pegelmesser und zeigt den Pegel
durch die Lage der Nulllinie mit der gewählten Skalierung log-
arithmisch an, ähnlich einem Oszilloskop, das einen DC-Pegel
(linear) anzeigt.
Im Normalbetrieb (SPAN 1 bis 3000 MHz) wird ein Frequenz-
bereich 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 Darstellung) mit 0 kHz und endet (am rechten
Rand der Darstellung) mit 1000 MHz. Bei dieser Einstellung
wird die Frequenz des 1. LO zeitlinear von 3537,3 MHz auf
4537,3 MHz erhöht, bis ein Sweep abgeschlossen ist und der
nächste beginnt. Das Gerät ermöglicht auch die direkte Wahl
einer START- und STOP-Frequenz.
Die gespeicherten Signaldaten können nachverarbeitet und
über die serielle Schnittstelle zu einem PC übertragen wer-
den, von dem aus das Gerät auch ferngesteuert werden kann.
Verfügbare Funktionen sind u.a.: Average, Max Hold, Min Hold,
Übertragung eines Spektrums aus Speicher A in Speicher B,
wahlweise Anzeige beider Inhalte, Differenzbildung und Anzeige
von A – B; diese werden auf der digitalen Ebene ausgeführt
Die Auswertung der Messungen wird durch den in weiten Gren-
zen vorgebbaren oder automatisch gewählten Referenzpegel
(REF.LEVEL) sowie zwei Frequenzmarker erleichtert, die auto-
matisch auf das Maximum des angezeigten Spektrums gesetzt
werden können wobei die zweite die Differenzfrequenz und den
Differenzpegel zwischen beiden Markern anzeigt.
Das Gerät verfügt ferner über einen Testsignalausgang, der ein
Referenzspektrum abgibt und auch zur Eigenkontrolle (extern)
mit dem Eingang verbunden werden kann.
Über einen Eingang für einen externen Trigger kann ein Sweep
ausgelöst werden.
Bedienungselemente und Readout
Mit * gekennzeichnete Funktionen werden durch langes Drü-
cken der betreffenden Taste gewählt.
Alle Tasten mit Ausnahme von DISPLAY MODE, dB/Div., ATTE-
NUATOR (Pfeil oben und unten), COPY A (Pfeil) B, RBW, VBW
und 10er-Tastatur sind Leuchttasten und leuchten solange, wie
die betreffende Funktion eingeschaltet ist.
Die Tasten CENTER, SPAN, START, STOP, INTENS, FOCUS,
TRACE, MARKER, REF. LEVEL, TESTSIGNAL LEVEL und
PHONE (Balken) sind Auswahltasten. Es leuchtet jeweils nur
die betätigte Taste.
Eine Tastatureingabe setzt voraus, dass die betreffende Funk-
tionstaste leuchtet, falls nicht, muss sie zuerst gedrückt
werden. Die Eingabe erscheint sodann mit Funktionsangabe
zuunterst im linken Readoutfeld; nach einem Druck auf die
leuchtende Funktionstaste wird sie in deren Anzeigefeld über-
nommen, die Eingabeanzeige verschwindet. Tastatureingaben,
die zulässige Grenzen überschreiten, führen dazu, dass nur der
jeweils höchstzulässige Wert gesetzt wird.
Der Drehgeber ist stets aktiv, wenn eine Funktionstaste leuch-
tet. Drehgebereingaben, die zulässige Grenzen überschreiten,
führen dazu, dass nur der jeweils höchstzulässige Wert gesetzt
und ein Warnton abgegeben wird.

17
Änderungen vorbehalten
Bedienungselemente und Readout
POWER
Netzschalter mit den Symbolen Ifür EIN und für AUS.
Der Netzschalter rastet nach Drücken ein. Nach dem
Anheizen der Bildröhre wird zunächst das HAMEG-Logo
angezeigt, darauf die Firmwareversion. Hierbei wird die
Helligkeit vorgegeben, damit unabhängig von der zufälligen
Helligkeitseinstellung das Bild sichtbar ist. Sonst könnte bei
zu geringer Helligkeitseinstellung der Eindruck entstehen,
das Gerät sei defekt.
Nach Verschwinden der Firmwareanzeige erscheint die
Parameteranzeige (Readout) am linken und rechten oberen
Bildrand, gleichzeitig wird (ohne dass ein Signal anliegt) am
unteren Rasterrand die Basislinie als mehr oder weniger
breites Rauschband angezeigt.
Hinweis:
Beim Ausschalten gehen alle Speicherinhalte mit Ausnahme
der Speicher für die Geräteeinstellungen verloren. Nach
dem Einschalten werden alle 8 Werte im Readout auf die
Werte vor dem Ausschalten gesetzt. Vor dem Ausschalten
leuchtende Funktionen werden nicht wieder aufgerufen, es
leuchten nur die Tasten CENTER und WRITE A .
Tastatur
10 Zahlentasten plus Dezimalpunkttaste zur Zahlenwer-
teingabe der Parameter:
Mittenfrequenz CENTER
, SPAN , START-Frequenz ,
STOP-Frequenz , MARKER / Δ-marker* , REF.- LEVEL
, TEST-Signalpegel .
Die Taste C/ESC*- hat eine Dreifachfunktion:
Minuszeichen, durch kurzen Druck Löschen von Stelle zu
Stelle, durch langen Druck Löschen aller Stellen des Read-
out-Eingabefeldes.
Grundsätzlich muss vor jeder Zahleneingabe zunächst
die betreffende Funktionstaste, z.B. CENTER , gedrückt
werden, es sei denn, diese leuchtete bereits. Die Eingabe
erscheint im linken Readoutblock zuunterst mit vorange-
stellter Funktionsangabe. Nach der Eingabe bewirkt ein
Druck auf die leuchtende Funktionstaste die Übernahme
in das betreffende Readoutfeld. Wird eine Eingabe gemacht
und anschließend eine nicht leuchtende Funktionstaste
gedrückt, so wird die Eingabe ignoriert und gelöscht.
Bei Eingaben, die über eine erlaubte Grenze hinausgehen,
wird nur der jeweils höchstzulässige Wert übernommen
und angezeigt, es ertönt keine Warnung.
CENTER
Mittenfrequenzeinstellung durch Tastatureingabe oder
mit dem Drehgeber . Hierzu muss zuerst die Taste durch
Drücken zum Aufleuchten gebracht werden. Der Drehgeber
ist hierdurch sofort aktiviert, eine Tastatureingabe wird erst
durch einen zweiten Druck auf CENTER übernommen.
Anzeige links (CF = Center Frequency). Zulässig sind Einga-
ben von 0 bis 3000 MHz. Das der Mittenfrequenzeinstellung
entsprechende Signal wird in Bildschirmmitte angezeigt,
vorausgesetzt, es ist ein von 0 verschiedener Span einge-
stellt.

18 Änderungen vorbehalten
SPAN
Span = Umfang des auf dem Bildschirm dargestellten
Spektrums, Wahl durch Tastatureingabe oder mit dem
Drehgeber , hierzu muss zuerst die Taste durch Drücken
zum Aufleuchten gebracht werden. Der Drehgeber ist sofort
aktiviert, eine Tastatureingabe wird erst durch einen zweiten
Druck übernommen. Anzeige links (SF = Span Frequency).
Zulässig sind Eingaben im Bereich von 1 bis 3000 MHz oder
die Eingabe von 0 (Zero Span). Jede Eingabe >0 und ≤1MHz
wird als (SP 1 MHz) übernommen. Span und Mittenfrequenz-
einstellung bestimmen die Startfrequenz am linken und
die Stopfrequenz am rechten Bildrand.
STOP
Der spezifizierte Frequenzbereich umfasst 100 kHz
bis 3 GHz, die Anzeige von Signalen <100 kHz ist
nicht gewährleistet!
Beispiel:
Bei einer Mittenfrequenz von 300 MHz und einem
Span von 500 MHz wird von 50 MHz (300 MHz – ½
Span) bis 550 MHz (300 MHz + ½ Span) gemessen.
STOP
Das Gerät zeigt die Sweepzeit rechts im Anzeigefeld
an (SW = Sweep), es passt die Sweepzeit automa-
tisch den gewählten Werten von Span, Auflösungs-
bandbreite (RBW) und Videofilter (VBW) an. Kann
sie nicht weiter verringert werden, so wird „uncal“
anstelle der Sweepzeit eingeblendet, um anzuzei-
gen, dass die Meswerte nicht mehr amplitudenrich-
tig wiedergegeben werden.
ZERO SPAN, nach Eingabe der Frequenz 0, Anzeige „SP
000.000 MHz“, ist eine besondere Betriebsart. Das Ge-
rät wird dadurch zu einem selektiven Pegelmesser des
Mittenfrequenzsignals. Die Anzeige entspricht der eines
Oszilloskops, das einen DC-Pegel misst, d.h. die Nulllinie
verschiebt sich um den Pegel des Mittenfrequenzsignals,
der Pegel kann je nach Skalierung in 10 oder 5 dB/Div ab-
gelesen werden.
START
Einstellung der Startfrequenz. Hierzu muss zunächst durch
Drücken die Taste zum Aufleuchten gebracht werden. Der
Drehgeber wird sofort aktiviert, eine Tastatureingabe
wird erst nach erneutem Drücken der Taste wirksam. Anzeige
links (SR = start) anstelle der Mittenfrequenz (CF). Zulässig
sind Werte von 0 bis 3000 MHz.
Die Wahl eines Paares Start- und Stopfrequenz ist eine zweite
Methode zum Einstellen des auf dem Bildschirm dargestell-
ten Spektrums, dadurch erspart man sich das Berechnen von
Start und Stop aus Mittenfrequenz und Span.
Nach Drücken der Taste wird stets die aktuelle Startfre-
quenz angezeigt.
Wird versucht, eine nicht sinnvolle Kombination einzustellen,
d.h. eine Startfrequenz, die grösser als die Stopfrequenz ist,
so setzt das Gerät beide Werte gleich, es wird ZERO SPAN
geschaltet (siehe unter SPAN ).
STOP
Einstellung der Stopfrequenz. Hierzu muss zunächst die
Taste durch Drücken zum Aufleuchten gebracht werden.
Der Drehgeber wird sofort aktiviert, eine Tastatureingabe
wird erst nach erneutem Drücken der Taste wirksam.
Zulässig sind Werte von 0 bis 3000 MHz. Anzeige links (ST =
Stop) anstelle der Span-Anzeige (SF).
Nach dem Drücken der Taste wird stets die aktuelle Stop-
frequenz angezeigt.
Wird versucht, eine nicht sinnvolle Kombination einzustellen,
d.h. eine Stopfrequenz, die kleiner als die Startfrequenz ist,
so setzt das Gerät beide Werte gleich, es wird ZERO SPAN
geschaltet, (siehe unter SPAN ).
TUNING (Drehgeber)
Drehgeber zur Parametereingabe bzw. -änderung von:
Mittenfrequenz CENTER
, SPAN , START-Frequenz
STOP-Frequenz , MARKER/Δ-Marker , REF.-LEVEL
, TEST-Signalpegel , Helligkeit (INTENS) , Schärfe
(FOCUS) , Strahldrehung (TRACE rotation) , Lautstärke
(PHONE) . Bei Versuchen, Werte einzugeben, die über eine
erlaubte Grenze hinausgehen, wird nur der höchstzulässige
Wert angenommen und angezeigt, eine Warnung ertönt.
DISPLAY MODE
Durch Drücken kann die Helligkeit der Parameterein-
blendungen im Readout in Stufen von 100%, 50% und 0%
verändert werden.Die Schaltfolge ist 100%, 50%, 0% und
dann wieder 100%. Durch langes Drücken kann die gewählte
Schnittstelle (RS-232 oder USB) angezeigt werden (nur in
Verbindung mit der Option HO720). Durch nochmaliges
kurzes Drücken kann die Schnittstelle (RS-232 oder USB)
ausgewählt werden.
INTENS
Helligkeitseinstellung mit Drehgeber . Rechtsdrehen
erhöht, Linksdrehen verringert die Helligkeit. Die Helligkeit
sollte nur soweit aufgedreht werden, dass man gut ablesen
kann, eine weitere Erhöhung bringt keine Verbesserung,
sondern verschlechtert nur die Schärfe.
FOCUS
Schärfeeinstellung mit Drehgeber . Die richtige Einstel-
lung erfolgt auf gleichmäßige Schärfe im ganzen Bildfeld
und erfolgt nach vorherigem Einstellen der Helligkeit, weil
diese die Schärfe beeinflusst.
TRACE
Einstellung der Strahldrehung mit Drehgeber . Nach
einem Druck auf diese Taste erscheint anstelle des Spek-
trums ein Rechteck mit horizontaler Mittellinie. Mit dem
Drehgeber lässt sich dies um den Mittelpunkt drehen und
so einstellen, dass sich diese Mittellinie mit der Rastermit-
tellinie deckt. Eine geringe Kissenverzerrung des Rechtecks
ist nicht korrigierbar und hat keinen Einfluss auf die Mess-
genauigkeit.
dB/div
dB UNIT (Push long”)
Kurzes Drücken der Taste: Umschaltung der Skalierung
von 10 dB/Div auf 5 dB/Div. Anzeige im Readout hinter der
Anzeige AT...dB ... dB/
Langes Drücken der Taste: Umschaltung der Einheit von
dBm auf dBmV bzw. dBμV. Die Anzeige in allen betroffenen
Feldern (RL ... dBm), (ML ... dBm), (TL ... dBm) wird verän-
dert. Die Taste leuchtet nicht.
ATTENUATION  
Eingangsabschwächer. Mit den nicht leuchtenden Tasten
kann der Teiler von (0) 10 bis 50 dB in 10 dB-Stufen um-
geschaltet werden. Anzeige im Readout (AT...dB).
STOP
„0 dB*“ bedeutet, dass die Stellung 0 dB aus
Sicherheitsgründen nur durch langes Drücken der
oberen Taste eingeschaltet werden kann, um die
Gefahr der Zerstörung der Eingangsstufe bzw. des
Mischers zu minimieren.
Bedienelemente und Readout

19
Änderungen vorbehalten
Weiter wird darauf hingewiesen, dass die maximal zuläs-
sigen Eingangsspannungen nicht überschritten werden
dürfen! Dies ist insbesondere deshalb wichtig, weil ein
Spektrum – Analysator aufgrund seines Arbeitsprinzips
unter Umständen nur ein Teilspektrum des gerade an-
liegenden Signals anzeigt; zu hohe Pegel außerhalb des
dargestellten Frequenzbereiches können die Zerstörung
der Eingangsstufen bewirken.
REF.-LEVEL
AUTO (Push long)
Einstellung des Referenzpegels über Tastatureingabe
oder Drehgeber ; hierzu muss zuerst die Taste durch
kurzes Drücken zum Aufleuchten gebracht werden. Der
Drehgeber ist sofort aktiviert, eine Tastatureingabe wird
erst nach Drücken der Taste übernommen. Der zulässige
Einstellbereich beträgt –110 bis +20 dBm. Der aktuelle Wert
erscheint rechts (RL = Reference Level).
AUTO* bedeutet, dass durch langes Drücken der Taste auf
automatische Anpassung des Referenzpegels umgeschaltet
wird; dies wird im Readout durch (RL* ... dBm) gekenn-
zeichnet. Ausschalten der Automatik durch erneutes langes
Drücken.
Befindet sich das Rauschband bereits am unteren Raster-
rand, kann der Referenzpegel weder mit der Tastatur noch
mit dem Drehgeber vergrößert, d.h., weiter nach unten ver-
schoben werden, es ertönt ein Warnsignal. Er kann dann nur
verringert werden, dabei verschiebt sich das Rauschband
nach oben; der Dynamikbereich der Anzeige wird dadurch
verkleinert.
Das Rauschband verschwindet, wenn es sich am unteren
Rasterrand befand und die Skalierung von 10dB/div auf 5dB/
div umgeschaltet wird; durch Verringern des Referenz-pegels
kann es wieder ins sichtbare Bildfeld geholt werden.
Auswertung der Messungen
Die angezeigten Messwerte berücksichtigen automatisch
alle Einstellungen, also auch die eingestellte Eingangsab-
schwächung, und zeigen damit die wahre Amplitude der
gewählten Messpunkte in dBm, dBmV oder dBμV an.
STOP
Der Referenzpegel bezieht sich auf den oberen
Rasterrand, von dem aus alle Messwerte nach un-
ten zu rechnen sind. Dies ist umgekehrt wie bei Os-
zilloskopen! Beträgt der RL = 0 dBm, so entspricht
der untere Rasterrand –80 dBm bei 10 dB/div oder
–40 dBm bei 5 dB/div.
Der Referenzpegel entspricht einer Offsetspannung beim
Oszilloskop, er kann innerhalb des zulässigen Bereiches be-
liebig eingestellt werden, um die Ablesung zu erleichtern; er
beeinflusst nicht die Empfindlichkeit bzw. die Kalibrierung.
Es handelt sich wie beim Oszilloskop mit Differenzverstärker
und kalibrierter Offsetspannung um das Verschieben eines
Fensters mit einem Dynamikumfang von 80 bzw. 40dB
innerhalb des RL-Bereiches von –110 bis +20 dBm.
Es gibt zwei Möglichkeiten der Ablesung: direkt am Bild-
schirm oder nach Setzen des 1. Markers auf den Messpunkt
(zumeist die Spitze einer Spektrallinie).
Bedienelemente und Readout

20 Änderungen vorbehalten
jedoch werden beide beim Einspeichern oder Ausschalten
abgeschaltet.
MARKER
Δ-MARKER (Push long)
Frequenzmarker und Deltamarker. Ein kurzer Tastendruck
ruft einen Marker (Symbol Kreuz) hervor, der Readout zeigt
links Frequenz (MF = Marker Frequency) und Pegel (ML =
Marker Level) an. Der Marker erscheint bei der Frequenz,
wo er zuletzt saß. Ein zweiter kurzer Tastendruck setzt den
Marker automatisch auf den Maximalwert des angezeigten
Spektrums. Der 1. Marker kann über die Tastatur gesetzt
oder mit dem Drehgeber verschoben werden.
Langer Tastendruck ruft einen zweiten Marker (Deltamar-
ker) hervor, gekennzeichnet durch einen Rhombus, der
Readout zeigt dann anstelle MF und ML vorzeichenrichtig
die Differenzfrequenz (DF = Delta Frequency) und die Pe-
geldifferenz (DL = Delta Level) zwischen beiden Markern an.
Ein zweiter langer Tastendruck setzt den Deltamarker auf
das Maximum des angezeigten Spektrums. Die Differenz-
frequenz kann nur mit dem Drehgeber verändert werden.
Sind beide Marker aktiviert, so kann der Drehgeber jeweils
durch einen kurzen Tastendruck auf den 1. und durch einen
langen auf den 2. Marker geschaltet werden, letzteres wird
durch einen Piepton angezeigt.
Die Markerfunktion kann nur durch Betätigen einer anderen
Funktionstaste verlassen werden.
RBW
AUTO (Push long)
(Resolution Bandwidth). Auflösungsbandbreitenwahl des
Zwischenfrequenzverstärkers: 1 MHz, 120 kHz oder 9 kHz.
Anzeige (RB = Resolution Bandwidth) im Readout links.
Durch langes Drücken wird eine automatische Wahl der
günstigsten Auflösungsbandbreite eingeschaltet, dies wird
im Readout durch (R* ... kHz) gekennzeichnet. Ausschalten
durch erneutes langes Drücken.
Falls das Videofilter VBW eingeschaltet (VB 4 kHz) wurde,
vermindert sich die Bandbreite nochmals.
Das Messsignal stößt die Filter an, so dass die Durch-
lasskurve des jeweils eingeschalteten Filters abgebildet
(gewobbelt) wird, sofern nicht bei Zero Span der Sweep
abgeschaltet wurde. Die Amplitude entspricht dem Signal-
pegel, vorausgesetzt, es wird nicht „uncal“ angezeigt.
Es hängt von der ZF-Bandbreite (RBW) ab, ob und wie gut
der Spektrumanalysator zwei eng benachbarte Frequenzen
noch getrennt darstellen kann. So können z.B. zwei Sinus-
signale mit gleichem Pegel und einem Frequenzunterschied
von 40 kHz noch gut als zwei getrennte Signale erkannt
werden, wenn RBW = 9 kHz eingestellt ist. Bei RBW = 120kHz
oder 1 MHz würden die Signale so ineinander fließen, dass
sie wie ein einziges angezeigt würden.
Eine niedrige Auflösungsbandbreite (RBW) = höhere Auflö-
sung zeigt mehr Einzelheiten des Spektrums, bedingt aber
eine längere Einschwingzeit der Filter. Das Gerät wählt
automatisch eine langsamere Sweepzeit, wenn bei einer
gewählten RBW der Span zu groß eingestellt wurde, um
den Filtern genügend Zeit zum Einschwingen zu geben,
ansonsten würden die korrekten Amplituden nicht mehr
erreicht. Reicht die langsamste vorgesehene Sweepzeit
nicht mehr aus, wird „uncal“ anstelle der Sweepzeit-Anzeige
(SW...) angezeigt. Die langsamere Sweep-Rate verursacht
Bedienelemente und Readout
Bei der Ablesung am Bildschirm geht man vom Referenz-
pegel am oberen Rasterrand aus und zählt die cm bis zum
Messpunkt, multipliziert diese mit der Skalierung, also
z.B. 10 db/div. Beträgt z.B. der Referenzpegel 0 dBm und
befindet sich der Messpunkt des angezeigten Spektrums
1 cm darunter, so erhält man: –10 dBm.
Setzt man den 1. Marker auf den Messpunkt, so kann man
direkt „ML –10dBm“ im linken Readout ablesen, da die
Markeranzeige den Referenzpegel bereits berücksichtigt.
VBW (Video Bandwidth)
Schaltet das Videofilter zur Reduzierung der Videoband-
breite von 50kHz auf 4 kHz ein. Der Readout zeigt dies links
(VB = Video Bandwidth) an. Durch das Einschalten dieses
Tiefpasses wird eine Reduktion des Rauschens erreicht, so
dass schwache Signale dadurch eventuell noch sichtbar ge-
macht werden können. Das Filter sollte nicht bei gepulsten
Signalen verwendet werden.
STOP
Das eingeschaltete Filter setzt die zulässige Sweep-
geschwindigkeit herab. Ist ein zu großer Span ge-
wählt, so werden die Amplituden zu klein angezeigt.
In einem solchen Falle warnt die „uncal“-Anzeige
anstelle der Sweepzeit (SW ... ). Der Span muss dann
reduziert werden, bis die „uncal“-Anzeige verschwin-
det. Zuvor muss man mit der Mittenfrequenzeinstel-
lung CENTER das Signal in die Bildschirmmitte
rücken. Unterlässt man es, vor der Reduzierung des
Span das Signal in die Mitte zu rücken, so kann es aus
dem Messbereich, d.h. außerhalb des Bildschirms
fallen.
SELECT
SAVE / RECALL (Push long)
Tasten zur Speicherung bzw. zum Aufrufen von bis zu 10
Geräteeinstellungen; es werden nur die 8 im Readout ange-
zeigten Parameter gespeichert. Diese gespeicherten Werte
bleiben auch nach Ausschalten erhalten. Nach einem Aufruf
leuchten wie nach dem Einschalten jedoch nur die Tasten
CENTER und WRITE A , gleichgültig welche Funk-
tionstasten beim Wegspeichern bzw. vor dem Ausschalten
leuchteten.
Zum Abspeichern einer Geräteeinstellung wird zunächst
kurz die Taste SAVE gedrückt: im Readout rechts unten
wird anstelle der Sweepzeitanzeige (SW ... ) „SAVE 0“ (oder
eine andere Zahl bis 9) angezeigt. Man hat nun 2s Zeit, um
mit der SAVE-Taste die Zahl zu erhöhen oder sie mit der
RECALL-Taste zu erniedrigen, bis die gewünschte Spei-
cherplatznummer eingestellt ist; das Betätigen einer dieser
Tasten verlängert die verfügbare Zeit. Zum Speichern der
vorhandenen Geräteeinstellung in den gewählten Speicher-
platz wird nun SAVE lang gedrückt, das Einspeichern wird
mit einem Piepton quittiert, die Sweepzeitanzeige kehrt
zurück.
Folgt nach dem ersten kurzen Drücken von SAVE bzw.
RECALL kein weiterer Tastendruck, wird die Funktion nach
2s verlassen, die Sweepzeitanzeige erscheint wieder.
Zum Aufrufen einer gespeicherten Geräteeinstellung wird
kurz RECALL gedrückt, es erscheint „RECALL 0“ (oder eine
andere Zahl bis 9), man hat 2 s Zeit, um durch Drücken von
SAVE zum Erhöhen bzw. von RECALL zum Erniedrigen der
Zahl den gewünschten Speicherplatz anzuwählen. Durch
langes Drücken von RECALL wird aufgerufen.
Im Gegensatz zum HM5014-2 funktionieren SAVE und
RECALL auch, wenn AVG oder MAX HOLD aktiviert sind,