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Test and Measurement Division Service Manual SIGNALGENERATOR SML01 1090.3000.11 SML02 1090.3000.12 SML03 1090.3000.13 Volume 2 Service manual consists of 2 volumes Printed in the Federal Republic of Germany 1090.3123.24 22 E-3 SML Tabbed Divider Overview Tabbed Divider Overview Safety Instructions Certificate of Quality Support Center Address List of R&S Representatives VOLUME 1 Basic Documents Testing and Repair of Modules Mainboard... Tabbed Divider 1 VOLUME 2 Testing and Repair of Modules Front Assembly ... Tabbed Divider 2 Attenuator ... Tabbed Divider 3 Switching Power Supply ... Tabbed D...
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Dokumentinhalt

Test and Measurement Division

Service Manual SIGNALGENERATOR SML01

1090.3000.11

SML02

1090.3000.12

SML03

1090.3000.13 Volume 2 Service manual consists of 2 volumes Printed in the Federal Republic of Germany 1090.3123.24 22 E-3,

SML Tabbed Divider Overview Tabbed Divider Overview

Safety Instructions Certificate of Quality Support Center Address List of R&S Representatives

VOLUME 1 Basic Documents Testing and Repair of Modules

Mainboard... Tabbed Divider 1

VOLUME 2 Testing and Repair of Modules

Front Assembly ... Tabbed Divider 2 Attenuator ... Tabbed Divider 3 Switching Power Supply ... Tabbed Divider 4 Reference Oscillator OXCO - Option SML-B1 ... Tabbed Divider 5 Pulse Modulator - Option SML-B3... Tabbed Divider 6 Output Unit ... Tabbed Divider 7 1090.3123.24 RE E-2,

Serviceunterlagen Frontmodul

1104.1409.12 ENGLISH SERVICE MANUAL FOLLOWS FIRST COLOURED DEVIDER Printed in the Federal Republic of Germany 1104.1409.00 1 D-1, SML Frontmodul

Inhaltsverzeichnis

2 Frontmodul... 2.1 2.1 Ausbau des Frontmoduls ... 2.2 1104.1409.00 3 D-1,

SML Frontmodul

2 Frontmodul Das Frontmodul enthält die Tastatur, den Drehgeber und das Display mit DC/AC-Wandler für die Be- leuchtung. An der Frontplatte befinden sich außerdem der HF- bzw. RF-Ausgang und zwei BNC- Buchsen (MOD, LF). Tastatur, Drehgeber und Display werden direkt vom Mainboard aus angesteuert (Stecker X119, X118 und X117). Auch der DC/AC-Wandler für die Display-Beleuchtung wird von Mainboard aus versorgt (Stecker X116). Hinweise für die Fehlersuche und die Schnittstellenbeschreibungen finden Sie in den Serviceunterlagen zum Mainboard. Alle Komponenten enthalten keine Abgleichpunkte und müssen im Fehlerfalle ausgewechselt werden. 1104.1409.00 2.1 D-1,

Frontmodul SML

2.1 Ausbau des Frontmoduls Achtung! Befolgen Sie bitte genau die Anweisungen der folgenden Abschnitte, damit eine Be- schädigung des Geräts oder eine Gefährdung von Personen vermieden wird. Beachten Sie bitte auch die allgemeinen Sicherheitshinweise am Anfang dieses Handbuchs. Zum Ausbau des Frontmoduls verfahren Sie wie folgt: Öffnen des Geräts Das Gerät hochkant auf die beiden Griffe stellen, die vier Schrau- ben in den Gerätefüßen lösen. Die Gerätefüße lassen sich nun entfernen. Den Gehäusetubus vorsichtig nach oben abziehen. Das Gerät ist jetzt offen. Frontmodul ausbauen Griffe seitlich an der Frontplatte abschrauben (je zwei Schrauben). Frontblende abziehen. Je drei Schrauben oben und unten im Frontrahmen lösen. Schrau- be links oben neben HF-Ausgang entfernen. Alle Kabel vorsichtig abnehmen. Das Frontmodul ist jetzt frei und kann herausgezogen werden. Frontmodul einbauen Schritte in umgekehrter Reihenfolge wie oben beschrieben ausfüh- ren. 1104.1409.00 2.2 D-1,

Service Documents Front Assembly

1104.1409.12 Printed in the Federal Republic of Germany 1104.1409.00 1 E-1, SML Front Assembly

Contents

2 Front Assembly... 2.1 2.1 Removing the Front Assembly... 2.2 1104.1409.00 3 E-1,

SML Front Assembly

2 Front Assembly The Front Assembly contains the keyboard, the spinwheel and the display with DC/AC converter for the illumination. Besides, the front panel accommodates the RF output and four BNC connectors. Three of these connectors are modulation inputs (EXT1, EXT2, PULSE). The forth connector is the input EXT ALC for the external level control. Keyboard, spinwheel and display are directly controlled from Mainboard A (connector X119, X118 and X117). The DC/AC converter for the display illumination is also supplied from Mainboard A (connector X116). Information on troubleshooting and the interface descriptions are to be found in the service documents of Mainboard A. All the components do not include any trimming facilities and must be re- placed in the case of an error. 1104.1409.00 2.1 E-1,

Front Assembly SML

2.1 Removing the Front Assembly Caution! Make sure to follow the instructions given in the following paragraphs in order not to cause damage to the instrument or endanger anybody. Please also observe the gen- eral safety instructions at the beginning of this manual. For removing the front module proceed as follows: Opening the instrument Put the instrument on end on both handles, ie loosen four screws in the instrument feet. The feet can now be removed. Carefully lift off the instrument tube. The instrument is now open. Removing the front module Unscrew the handles on the side of the front panel (two screws each). Pull off the front panel. Loosen three screws both at the top and bottom of the front frame. Remove the screw at the top left next to the RF output. Carefully take off all cables. The front module can now be pulled out. Replacing the front module Perform the steps in the reverse order to the procedure described above. 1104.1409.00 2.2 E-1,

Serviceunterlagen Elektrische Eichleitung 1.1 GHz

1090.3700.02 ENGLISH SERVICE MANUAL FOLLOWS FIRST COLOURED DEVIDER Printed in the Federal Republic of Germany 1090.3700.00 1 D-2,

SML Elektrische Eichleitung 2.2 GHz Inhaltsverzeichnis

3 Elektrische Eichleitung 2.2 GHz... 3.1 3.1 Funktionsbeschreibung... 3.1 3.1.1 Dämpfungsglieder ... 3.1 3.1.2 Schalteransteuerung ... 3.1 3.1.3 Überspannungsschutz... 3.1 3.1.4 Temperaturmessung ... 3.2 3.1.5 Diagnose ... 3.2 3.1.6 Korrekturdatenspeicher ... 3.2 3.1.7 Ansteuerlogik... 3.2 3.2 Ausbau der Elektrischen Eichleitung 2.2 GHz... 3.3 3.3 Meßgeräte und Hilfsmittel... 3.4 3.4 Messaufbau... 3.5 3.4.1 Grundkalibrierung... 3.5 3.5 Fehlersuche... 3.5 3.5.1 Lage der Testpunkte ... 3.6 3.5.2 Selbsttest... 3.6 3.5.3 Ausgabe des Fehlerstatus... 3.6 3.5.4 Fehler 1: Eichleitung wird nicht erkannt ... 3.7 3.5.5 Fehler 2: Frequenzgang außerhalb der Toleranz... 3.7 3.5.6 Fehler 3: Ausgangspegel ist grob fehlerhaft... 3.8 3.6 Prüfen und Abgleichen ... 3.11 3.6.1 Prüfen der Dämpfungseinstellung... 3.11 3.6.2 Prüfen des Ausgangsreflexionsfaktors... 3.11 3.6.3 Überspannungsschutz... 3.11 3.7 Externe Schnittstellen... 3.12 1090.3700.00 3 D-1,

Elektrische Eichleitung 2.2 GHz SML Index A

Ansteuerlogik...2 Ausbau ...3, 4

D

Dämpfungseinstellung ...10 Dämpfungsglieder ...1 Datenspeicher ...2 Diagnose ...2

E

Externe Schnittstellen...12

F

Fehlersuchdiagramm ...9 Fehlersuche...5 Funktionsbeschreibung...1

M

Meßaufbau ...5

Ö

Öffnen der Baugruppe ...3

P

Prüfen...11

S

Schalteransteuerung...1

T

Temperaturmessung...2

Ü

Überspannungsschutz ...1 1090.3700.00 4 D-1,

SML Elektrische Eichleitung 2.2 GHz

3 Elektrische Eichleitung 2.2 GHz Die Baugruppe Elektrische Eichleitung 2.2. GHz erlaubt im Frequenzbereich 9 kHz bis 2.2 GHz eine Dämpfungsvariation im Bereich 0 bis 125 dB in 5 dB-Stufen. 3.1 Funktionsbeschreibung Die Baugruppe Elektrische Eichleitung 2.2 GHz besteht aus den elektronisch umschaltbaren Dämp- fungsgliedern, Schalteransteuerung, Überspannungsschutz, Temperaturmessung, Diagnoseteil, Kor- rekturdatenspeicher und Ansteuerlogik (siehe Stromlauf 1090.3700.02 S, Bl.-Nr. 1). 3.1.1 Dämpfungsglieder Funktion Dämpfungseinstellung 0 bis 125 dB in 5 dB-Stufen. Eigenschaften Die Abstufung der Dämpfungsglieder in 5, 10, 15, 30, 40 dB gestattet die Dämpfungs- einstellung im Bereich 0 bis 125 dB mit 5 dB-Auflösung. Die Dämpfungsglieder sind in 5 Gruppen zusammengefaßt und mit GaAs-Schaltern geschaltet. 3.1.2 Schalteransteuerung Funktion Aufbereitung der Steuersignale für die GaAs-Dämpfungschalter. Eigenschaften Umwandlung der gespeicherten Einstelldaten mit logischem LV-Pegel in entspre- chend verknüpfte symmetrische Steuerspannungen für GaAs-Schalter. Die Steuer- spannungen sind abhängig vom eingestellten Dämpfungswert aufbereitet. 3.1.3 Überspannungsschutz Funktion Abschalten des HF-Ausgangs bei einer Überlastung der Eichleitung, falls externes Signal unzulässiger Größe am Ausgang der Eichleitung eingespeist wird. Eigenschaften Nach einer Überschreitung des eingestellten Grenzwertes (Typ. 20 dBm) wird über die Gleichrichterausgänge DET1 (2, 3) und Komparatoren U3, bzw. U4 das Flip- Flop D1 aktiviert und der Störzustand gespeichert. Über die logische Verknüpfung am D8 wird das Relais K1 ausgeschaltet und damit auch das Störsignal. Gleichzei- tig wird Interrupt MI_OVRL an der Schnittstelle X301.17 ausgegeben. Während der Reaktionszeit der Schutzschaltung wird das Störsignal durch V4+V5 auf einen zu- lässigen Wert begrenzt. Nach Beseitigung der Störungsursache muß D1 durch po- sitiven Impuls an der Leitung OL_CLEAR wieder in den normalen Zustand versetzt werden (bei SML bewirkt HF-ON den notwendigen Reset). Beim Einschalten des Gerätes wird durch die Zeitkonstante R247+C161 der HF- Ausgang definiert ausgeschaltet. Das erste Einschalten des Relais K1 nach ‘Power_On‘ wird nicht zu den registrierten Überlastungsvorgängen gezählt. 1090.3700.00 3.1 D-1,

Elektrische Eichleitung 2.2 GHz SML

3.1.4 Temperaturmessung Funktion Die Temperaturmessung dient der Temperaturkorrektur der Dämpfungsdaten der Eichleitung. Eigenschaften Die Differenz der aktuellen Temperaturspannung D_TEMP und der Ausgangsspan- nung D_MEM des D/A-Wandlers wird vom Fensterkomparator U2 überwacht. Der gesetzte Interrupt MI_TEMP am X301.19 signalisiert Bedarf einer Aktualisierung der Dämpfungsdaten durch veränderte Temperatur der Baugruppe. Durch die Korrektur der Einstellung des D/A-Wandlers (U1+N6) wird die aktuelle Temperaturspannung D_TEMP mit der Ausgangsspannung des D/A-Wandlers D_MEM kompensiert und der Interrupt MI_TEMP gelöscht. Bei reduzierten Anforderungen kann die Ausgabe des Interrupts über TMESS_ON (=0) unterdrückt werden. 3.1.5 Diagnose Funktion Bestimmung der Spannungswerte an den signifikanten Diagnosestellen der Eich- leitung. Eigenschaften Die Auswahl der Diagnosestellen und Ausgabe der Meßwerte an der Schnittstelle X301.18 (V_DIAG) wird über den programmierbaren Analogmultiplexer D4 getrof- fen. 3.1.6 Korrekturdatenspeicher Funktion Identifikation der Baugruppe. Eigenschaften Der Datenspeicher enthält Daten zur Baugruppenidentifikation, Statistik- und Servi- cedaten sowie Korrekturdaten der Baugruppe und vereinfacht dadurch den Bau- gruppenaustausch. Die Kommunikation mit dem Korrekturdatenspeicher D13 erfolgt über die serielle Schnittstelle X301.14(EEDATA), X301.16(EECLK_N), selektiert über X301.11 (MS_ATTEN_N). 3.1.7 Ansteuerlogik Funktion Kommunikation mit der Gerätesteuerung über seriellen Datenbus. Eigenschaften Die Ansteuerlogik wandelt die seriellen Einstelldaten SERDATA_N (X301.13) parallel um und speichert sie auf der Baugruppe. Im Register D10 sind Einstelldaten der Dämpfungsschalter, im Register D11 sind Einstelldaten des DAC und im Register D12 sind Einstelldaten für Diagnose und Überspannungsschutz abgelegt. Die Kommunika- tion mit der Baugruppe erfolgt über die serielle Schnittstelle X301.13 (SERDATA_N), X301.15 (SERCLK_N), X301.12(STROBE_N). Die Baugruppe wird über X301.11 (MS_ATTEN_N) selektiert. Nach der Übertragung eines 24 Bit-Datenwortes werden die Daten mit STROBE_N in den Registerspeicher als gültige Einstellung übernom- men (Bild 3-1). 1090.3700.00 3.2 D-1,

SML Elektrische Eichleitung 2.2 GHz

MS_ATTEN_N SERCLK_N SERDATA_N STROBE_N Bild 3-1 Eichleitungsprogrammierung, Zeitablauf an der Schnittstelle X301. 3.2 Ausbau der Elektrischen Eichleitung 2.2 GHz Achtung! Befolgen Sie bitte genau die Anweisungen der folgenden Abschnitte, damit eine Be- schädigung des Geräts oder eine Gefährdung von Personen vermieden wird. Beachten Sie bitte auch die allgemeinen Sicherheitshinweise am Anfang dieses Handbuchs. Zum Öffnen der Eichleitung 2.2. GHz verfahren Sie wie folgt: Öffnen des Gerätes SML hochkant auf die beiden Griffe stellen und die vier Schrau- ben in den Gerätefüßen lösen. Die Gerätefüße lassen sich nun entfernen. Den Gehäusetubus vorsichtig nach oben abziehen. Das Gerät ist jetzt offen. Baugruppen ausbauen Flachbandkabel W301 zur Baugruppe lösen. Die Befestigungsschrauben zum Trägerblech lösen. Beide SMA Schraubverbindungen W303, W106 lösen. Die Baugruppe kann entnommen werden. Baugruppe öffnen Die Befestigungsschrauben des Schirmdeckels lösen und den Schirmdeckel abnehmen. Bemerkung: Der Test der Schaltspannungen der GaAs-Schalter kann beim abgenommenen oberen Schirmdeckel (Bestückungs- seite) ohne Ausbau der Baugruppe vorgenommen werden. Baugruppen einbauen Schritte in umgekehrter Reihenfolge wie oben beschrieben durchführen. Die SMA Schraubverbindung W303 am Ausgang der Baugruppe muß vor dem Anziehen der Befestigungsschrauben zum Träger- blech angezogen werden. Die in der folgenden Tabelle aufgelisteten Geräte sind zum Prüfen der Baugruppe Elektrische Eichleitung 2.2 GHz erforderlich. 1090.3700.00 3.3 D-1,

Elektrische Eichleitung 2.2 GHz SML

3.3 Meßgeräte und Hilfsmittel Tabelle 3-1 Elektrische Eichleitung 2.2. GHz – Hilfsmittel Pos. Geräteart, Hilfsmittel Erforderliche Geeignetes Bestell-Nr. Anwendung Eigenschaften R&S-Gerät 1 Digitalmultimeter 1 mV ... 100 V Fehlersuche 0,1 mA ... 1A2Speicheroszilloskop DC-100 MHz, <0,1V/Div, Fehlersuche 2 Kanäle 3 Servicekitt SML-Z22 1090.5203.02 Fehlersuche 4 Servicehandbuch SML (D) Prüfen und 1090.3123.xx Abgleichen 5 Bestückungsplan 1090.3700.01 D Fehlersuche 6 Stromlauf 1090.3700.01 S Fehlersuche 7 Leistungsmesser 9 kHz ... ≥2200 MHz NRVS mit 1020.1809.02 Pegelgenauigkeit NRV-Z51 857.9004.02 8 Präzisionseichleitung 9 kHz ... ≥2200 MHz RSP 0831.3515.02 Pegelgenauigkeit Dämpfung 0 ... 125 dB Z = 50Ω9VSWR-Meßbrücke 1 MHz ... ≥2200 MHz ZRC 1039.9492.55/52 Ausgangsreflexions- Richtschärfe > 40 dB faktor 10 Steuerrechner Schnittstelle IEC-625-1 Pegelgenauigkeit 11 Steuergerät SML 1090.3000.xx Alle für Eichleitung 1090.3700.00 3.4 D-1,

SML Elektrische Eichleitung 2.2 GHz

3.4 Meßaufbau 3.4.1 Grundkalibrierung Meßmittel Leistungsmesser (Tabelle Meßgeräte und Hilfsmittel, Pos. 7) Steuerrechner (Tabelle Meßgeräte und Hilfsmittel, Pos. 10) Meßaufbau Rechner IEC-Bus RF Leistungsmesser 3.5 Fehlersuche Kurze Einleitung zur Fehlersuche auf der Elektrischen Eichleitung 2.2 GHz. Die Fehler können auf der Basis des SML-Fehlerstatus-Reports und mit Hilfe des Servicekitts SML-Z22 im Grundgerät SML lokalisiert werden. Im Menüpunkt ‘Direct Mode ‘ können auch komplizierte Einstel- lungen an der Eichleitung vorgenommen werden. Bei der Fehlerdiagnose ist zu beachten, daß mehrere Fehler eventuell eine gemeinsame Ursache haben können (z. B. kein Signal am HF-Ausgang). Die DC-Spannungen an den im Schaltplan der Eichleitung, Blatt 4, angegebenen Diagnosepunkten D_XXX (z. B. D_TEMP) können im Display des SML angezeigt werden. Für die Eichleitung (SML-Modul 6) ist ein Diagnosetestbereich 600-605 reserviert. Hierzu wird im Untermenü Utilities/Diag/Tpoint die Diagnose- Anzeige aktiviert (State On) und der gewünschte Diagnosepunkt (siehe Tabelle 3-2) eingegeben. Tabelle 3-2 Auswahl der Diagnosepunkte Adresse Diagnosepunkt 600 D_OFFSET 601 D_TEMP 602 D_DIFF 603 D_MEM 604 D_REF 605 D_RFOUT Mit Hilfe des Servicekitts SML-Z22 kann die Baugruppe schnell getestet werden. Für den Funktionstest ist im Hauptmenü die Option ‘Check / ATT2‘zu wählen. Die Testergebnisse werden im Testprotokoll festgehalten und zusätzlich im Blockschaltbild graphisch dargestellt. Im Menü ‘Direct Mode / Modules & Options / Att2 / Direct Mode ATT2‘ können auch gezielte Einstellun- gen (Tabelle 3-3) an der Eichleitung bei der Fehlersuche vorgenommen werden. 1090.3700.00 3.5 D-1,

Elektrische Eichleitung 2.2 GHz SML

Tabelle 3-3 Einstellungen im Menü ‘Direct Mode ATT2‘. Menüpunkt Wertebereich Funktion TEMP 0, 1,..., 255 DAC-Einstellung für die Tempera- turkompensation OFFS2_N 0 / 1 (s.Tabelle 3-4) Offsetschalter für SW6 / SW6_N, SW7_X / SW7_N_X SWI 0, 1, ... (s. Tabelle 3-4) Dämpfungseinstellung TMESS_ON 0 / 1 Abschalten des Interrupts MI_TEMP OFFS1_N 0 / 1 (s. Tabelle 3-4) Offsetschalter für SW7 / SW7_N 3.5.1 Lage der Testpunkte Die Diagnosetestpunkte befinden sich auf der unteren Seite (A-Seite im Bestückungsplan) der Eichlei- tung. Die genaue Position der Testpunkte (Bauelementanschluß) ist aus dem Bestückungsplan 1090.370.01 D ersichtlich. Für die RF-Signalverfolgung und den Test der Steuerspannungen der GaAs-Schalter ist der Zugang zu der Bestückungsseite (B-Seite im Bestückungsplan) nach Abnahme des oberen Schirmdeckels ausrei- chend. 3.5.2 Selbsttest Nach dem Einschalten des SML werden Selbsttestmessungen durchgeführt. Ein fehlerhafter Selbsttest- parameter führt zur Ausgabe einer Warnung ‘Err...‘ im Display. Eine Kurzinformation über die Ursache der Warnung, den Fehlerstatus, kann mit der Taste ‘ERROR‘ abgerufen werden. Weitere Informationen über den Zustand der Baugruppe können im Menü Utilities/Diag/Tpoint abgerufen werden. 3.5.3 Ausgabe des Fehlerstatus Der vollständige Fehlerstatus kann über die Fernbedienungsschnittstellen des SML (RS-232-C oder IEC-Bus-Schnittstelle) abgefragt werden. Die Grundsätze der SML-Fernbedienung sind im Betriebs- handbuch SML, Kapitel 5 zusammengefaßt. Fehlerstatus-Abfrage: "STAT:ERR?“ 1090.3700.00 3.6 D-1,

SML Elektrische Eichleitung 2.2 GHz

3.5.4 Fehler 1: Eichleitung wird nicht erkannt Fehlerbeschreibung Fehlermeldung nach dem Einschalten des SML: Module (6/ATT) Missing Data Block 6 / ATTENUATOR HEADER 10601 / FREQ DATA ATT Meßaufbau SML über externe Schnittstelle am PC angeschlossen. Eichleitung aus dem SML ausgebaut und über W106 und Flachband- kabel W301 am SML angeschlossen. Fehlerursache Kommunikation mit Datenspeicher der Eichleitung ist gestört. Flach- bandkabel W301 möglicherweise defekt oder die Daten /EEPROM sind fehlerhaft. In der Selbsttestphase nach dem Einschalten des SML, das Signal an X301.15 und X301.16, während am X301.11 log. ‘L‘ angelegt ist (Eichleitung selektiert, vgl. Bild 3-1), mit Speicheroszilloskop prüfen. Signal eventuell bis D13 (Datenspeicher, Stromlaufblatt 2) verfolgen. Fehlerbehebung Defektes Flachbandkabel ersetzen. Fehlende Daten müssen neu aufgenommen werden (nur im Werk oder in Servicestellen mit Spezialausrüstung möglich). Fehlerhafte Baugruppe ersetzen. Grundkalibrierung mit dem Servicekitt SML-Z22 (Menüpunkt ‘Calibrate-External-Level Correction‘) vornehmen. 3.5.5 Fehler 2: Frequenzgang außerhalb der Toleranz Fehlerbeschreibung Pegel prinzipiell in Ordnung, Frequenzgang zu groß. Fehlerursache Korrekturdatensatz fehlerhaft. Fehlerbehebung Pegelkorrekturwerte der Eichleitung müssen neu aufgenommen werden (nur im Werk oder in Servicestellen mit Spezialausrüstung möglich). Baugruppe ersetzen und die Grundkalibrierung mit dem Servicekitt SML-Z22 (Menüpunkt ‘Calibrate-External-Level Corre- tion‘) vornehmen. 1090.3700.00 3.7 D-1,

Elektrische Eichleitung 2.2 GHz SML

3.5.6 Fehler 3: Ausgangspegel ist grob fehlerhaft Fehlerbeschreibung Kein Pegel am RF-Ausgang oder grobe Pegelfehler. Messaufbau Eichleitung am SML angeschlossen. Steuergerät (PC) am SML angeschlossen. Für die RF-Signalverfolgung und Test der Steuerspannungen der GaAs-Schalter ist Ausbau des oberen Schirmdeckels ausreichend. Leistungsmeßgerät an der RF-Ausgangsbuchse angeschlossen. Fehlersuche Mit Hilfe des Testprogramms im Servicekitt SML-Z22, Menüpunkt CHECK/ATTENUATOR, die Eichleitung prüfen. Die Prüfergebnisse geben Anhaltspunkte über die Funktion der GaAs-Schalter. SML-Ausgangssignal 10 dBm, 100 MHz einstellen (Direct Mode). Die Fehlersuche an Hand des Flußdiagramms in Bild 3-2 und des Stromlaufs vornehmen. Die Schalterstellungen können im Menü ‘Direct Mode / Modules & Options / Att2‘ entsprechend Tabelle 3-4 eingestellt und die resultierenden Hardware-Reaktionen kontrolliert werden. Der logische Wert 0 entspricht der Schalterstellung des Dämpfungspfades mit der kleineren Dämpfung. Die Steuerspan- nungen (SWx/SWx_N) der GaAs-Schalter müssen im Bereich SWx ≥0V (≤-4.5 V)/SWx_N ≤-4.5 V (≥0 V) liegen. Fehlerbehebung a) Ein Fehler im Bereich der Schaltersteuerung (außerhalb der dämpfungsmaßgebenden Pfade ohne Einfluß auf die HF- Eigenschaften) kann ohne Kalibrierung vor Ort behoben werden. b) Fehler im HF-Zweig. Fehlerhafte Baugruppe ersetzen. Nach der Reparatur müssen Pegelkorrekturwerte neu aufgenom- men werden (nur im Werk oder Servicestellen mit Spezial- ausrüstung möglich). Grundkalibrierung mit dem Servicekitt SML-Z22 (Menüpunkt ‘Calibrate-External-Level Correction‘) vornehmen. 1090.3700.00 3.8 D-1,

SML Elektrische Eichleitung 2.2 GHz

Am SML RF-Signal mit 100 MHz und 10 dBm einstellen und das Signal mit einem Oszilloskoptastkopf verfolgen. Messwert am Überspannungsschutz prüfen. Diagnosepunkt 0601 Ja Relais K1 und die Steuerlogik (V1..V7, V12/Bl. 8, (D_RFOUT) > 0,1V U3,U4, D1, D8, D9/Bl.4) prüfen. Nein Fehler an S1, S9 ? RF-Signalpfad prüfen, Ansteuerung für S1 Ja (SW1/SW1_N, SWI1/SWI1_N, Blatt 3, 2) prüfen Nein RF-Signalpfad prüfen. Ansteuerung für S10 Fehler an S10 ? Ja (SW6/SW6_N, SWI6/SWI6_N, OFFS2_N, Blatt 3, 2) prüfen. Nein RF-Signalpfad prüfen, Ansteuerung für S11 Fehler an S11, S13 ? Ja (SW7_X/SW7_N_X ), bzw. SW7/SW7_N für S13 (Blatt 3) und SW7/SWI7 (Blatt 2) prüfen.

Bild 3-2 Fehlersuchdiagramm

1090.3700.00 3.9 D-1,

Elektrische Eichleitung 2.2 GHz SML

Tabelle 3-4 Servicekitt SML-Z22, Dämpfungseinstellung. Dämpfungs- Ausgangspe- Einstellwert stufe /dB gelbereich @ SWI1 SWI2 SWI3 SWI4 SWI5 SWI6 SWI7 SWI OFFS2_N OFFS1_N X303 /dB 0 > 5000000000h0055... > 0100000001h0010 0 ... >-5110000003h0015 -5 ... >-10111000007h0020 -10 ... >-15100100009h0125 -15 ... >-2011010000Bh1130 -20 ... >-2511110000Fh1135 -25 ... >-30100110019h1140 -30 ... >-3511011001Bh1145 -35 ... >-40100000141h0150 -40 ... >-45110000143h0155 -45 ... >-50111000147h0160 -50 ... >-55100100149h1165 -55 ... >-6011010014Bh1170 -60 ... >-6511110014Fh1175 -65 ... >-70100110159h1180 -70 ... >-7511011015Bh1185 -75 ... >-80100001161h0190 -80 ... >-85110001163h0195 -85 ... >-90111001167h01100 -90 ... >-95100101169h11105 -95 ... >-10011010116Bh11110 -100 ... >-10511110116Fh11115 -105 ... >-110100111179h11120 -110 ... >-11511011117Bh11125 -115 ... >-12011111117Fh11Die Einstellungen werden im D10, OFFS1_N wird im D12.12, gespeichert. 1090.3700.00 3.10 D-1,

SML Elektrische Eichleitung 2.2 GHz

3.6 Prüfen und Abgleichen Die Baugruppe enthält keine Abgleichelemente, die Prüfung erfolgt zusammen mit dem SML nach BHB Abschnitt 10, Performance Test – Pegel. Die Kalibrierung der Baugruppe ist nur im Werk oder in den Servicestellen mit Spezialausrüstung möglich. 3.6.1 Prüfen der Dämpfungseinstellung Die Prüfung wird mit einem SML nach der Grundkalibrierung mit der geprüften Eichleitung gemäß BHB Abschnitt 10, Performance Test /Pegelfrequenzgang und /Pegellinearität, vorgenommen. 3.6.2 Prüfen des Ausgangsreflexionsfaktors Die Prüfung wird mit einem SML nach der Grundkalibrierung mit der geprüften Eichleitung mit dem Ser- vicekitt SML-Z22 gemäß BHB Abschnitt 10, Performance Test/Ausgangsreflexionsfaktor vorgenommen. 3.6.3 Überspannungsschutz Die Prüfung wird mit einem SML gemäß Abschnitt 10, Performance Test/Überspannungsschutz vorge- nommen. 1090.3700.00 3.11 D-1,

Elektrische Eichleitung 2.2 GHz SML

3.7 Externe Schnittstellen Tabelle 3-5 Externe Schnittstellen SignalRAWertebereich PT Anschlußpunkt Bemerkung Name Beschreibung GND MasseBPDX301.1 X301.3 X301.5 X301.7 X301.9 +12VM Versorgungs- I P 11,6 V ... 12,4VPX301.4 spannung -12VM Versorgungs- I P -12,4 V ... –11,6VPX301.6 spannung +5VM Versorgungs- I P 4,9 V ... 5,1VPX301.8 spannung +3VM Versorgungs- I P 2,9 V ... 3,1VPX301.8 spannung MS_ATTEN_N Baugruppe-SelectIDLVT D X301.11 STROBE_N Speicher-StrobeIDLVT D X301.12 SERDATA_N EinstelldatenIDLVT D X301.13 EEDATA IdentifikationsdatenBDLVT D X301.14 SERCLK_N CLK / EinstelldatenIDLVT D X301.15 EECLK_N CLK / Ident.-DatenIDLVT D X301.16 MI_OVERL Interrupt / Über- O D LVT P X301.17 spannungsschutz V_DIAG DiagnosespannungOA-1 ... 3VPX301.18 MI_TEMP Interrupt/TemperaturODLVT P X301.19 n.c. X301.2 X301.20 RF IN HF-EingangIA0... 20 dBm P X302 RF OUT HF-AusgangOA0... 16 dBm P X303 PMAX ≤ 50 W Eintrag in der Spalte R (Richtung): O = Ausgang I = Eingang B = Bidirektional Eintrag in der Spalte A (Art): A = Analog D = Digital P = Power Eintrag in der Spalte PT: P = Prüfwert T = Trimmwert D = Typprüfwert E = Einstellwert (Prüf- und Trimmplan) Abkürzungen: LVT: VOH ≥ 2V, VOL ≤ 0.55V 1090.3700.00 3.12 D-1, Service Documents Electronic Attenuator 1.1 GHz 1090.3700.02 Printed in the Federal Republic of Germany 1090.3700.00 1 E-2,

SML Electronic Attenuator 2.2 GHz Contents

3 Electronic Attenuator 2.2 GHz... 3.1 3.1 Function Description... 3.1 Attenuator Pads ... 3.1 3.1.1 Switch Control ... 3.1 3.1.2 Over-voltage Protection... 3.1 3.1.3 Temperature Measurement... 3.2 3.1.4 Diagnosis... 3.2 3.1.5 Correction Data Memory ... 3.2 3.1.6 Control Logic ... 3.2 3.2 Removing the Electronic Attenuator 2.2 GHz ... 3.3 3.3 Measuring Instruments and Accessories ... 3.4 3.4 Test Setup ... 3.5 3.4.1 Basic Calibration... 3.5 3.5 Troubleshooting ... 3.5 3.5.1 Position of Test Points... 3.6 3.5.2 Selftest ... 3.6 3.5.3 Output of Error Status ... 3.6 3.5.4 Error 1: Attenuator is not detected ... 3.7 3.5.5 Error 2: Frequency Response Out of Tolerance ... 3.7 3.5.6 Error 3: Serious Fault in Output Level ... 3.8 3.6 Testing and Adjustment... 3.11 3.6.1 Testing the Attenuation Setting ... 3.11 3.6.2 Testing the Output Reflection Coefficient... 3.11 3.6.3 Over-voltage Protection... 3.11 3.7 External interfaces... 3.12 1090.3700.00 3 E-1,

Electronic Attenuator 2.2 GHz SML Index A

Attenuation setting...9 Attenuator pads ...1

C

Control logic...2

D

Data memory ...2 Diagnosis...2

E

External interfaces...10

F

Function description...1

M

Measuring Instruments ...4

O

Opening the module ...3 Over-voltage protection ...1

S

Switch Control ...1

T

Temperature Measurement...1 Test setup...5 Testing...9 Troubleshooting...5 Troubleshooting diagram ...9 1090.3700.00 4 E-1,

SML Electronic Attenuator 2.2 GHz

3 Electronic Attenuator 2.2 GHz The Electronic Attenuator 2.2 GHz module permits the attenuation to be varied in the range from 0 to 125 dB in 5-dB steps in the frequency range 9 kHz to 2.2 GHz. 3.1 Function Description The Electronic Attenuator 2.2 GHz module consists of the electronically switchable attenuator pads, switch control, over-voltage protection, temperature measurement, diagnostic unit, correction data memory and control logic (see circuit diagram 1090.3700.01 S, sheet no. 1). 3.1.1 Attenuator Pads Function Attenuation setting 0 to 125dB in 5-dB steps Characteristics The different attenuator pads of 5, 10, 15, 30, 40dB permit to set the attenuation in the range from 0 to 125dB with 5-dB resolution. The attenuator pads are combined in 5 groups and switched with GaAs switches. 3.1.2 Switch Control Function Conditioning of control signals for GaAs attenuation switches. Characteristics Conversion of stored setting data with logic LV level into correspondingly linked balanced control voltages for GaAs switches. The control voltages are conditioned depending on the set attenuation value. 3.1.3 Over-voltage Protection Function The RF output is switched off when the attenuator is overloaded if an external signal of illegal magnitude is applied at the output of the attenuator. Characteristics After the set limit value (typ. 20dBm) has been exceeded, flip-flop D1 is activated via the detector outputs DET1(2,3) and comparators U3 or U4 and the error status stored. The relay K1 is switched off via the logic operation at D8, thus switching off the spurious signal. At the same time, interrupt MI_OVRL is output at interface X301.17. During the response time of the protection circuit, the spurious signal is limited to a permissible value by V4+V5. After elimination of the cause of malfunction, D1 must be reset by a positive pulse at the OL_CLEAR line (in the case of SML HF-ON causes the necessary reset). When the instrument is switched on, the time constant R247+C161 causes defined switch-off of the RF output. The first switch-on of the relay K1 after ‘Power_On‘ is not taken into account in the registered overloads. 1090.3700.00 3.1 E-1,

Electronic Attenuator 2.2 GHz SML

3.1.4 Temperature Measurement Function The temperature measurement is used for temperature correction of the attenuation data of the attenuator. Characteristics The difference between the current temperature voltage D_TEMP and the output voltage D_MEM of the D/A converter is monitored by window comparator U2. When the interrupt MI_TEMP at X301.19 is set, the attenuation data need be updated since the module temperature has changed. By correcting the D/A converter setting (U1+N6), the current temperature voltage D_TEMP is compensated by the output voltage of the D/A converter D_MEM and the interrupt MI_TEMP deleted. In the case of reduced requirements, output of the interrupt can be suppressed via TMESS_ON (=0). 3.1.5 Diagnosis Function Determination of voltage values at the significant diagnostic points of the attenuator. Characteristics The selection of the diagnostic points and output of the measured values at interface X301.18 (V_DIAG) is possible via the programmable analog multiplexer D4. 3.1.6 Correction Data Memory Function Identification of the module Characteristics The data memory contains data for module identification, statistical and service data as well as correction data of the module and thus simplifies module replacement. The communication with the correction data memory D13 is possible via the serial interface X301.14(EEDATA), X301.16(EECLK_N), the module is selected via X301.11 (MS_ATTEN_N). 3.1.7 Control Logic Function Communication with the instrument control via the serial data bus Characteristics The control logic converts the serial setting data SERDATA_N (X301.13) into parallel data and stores them on the module. Register D10 contains setting data of the attenuation switches, register D11 setting data of the DAC and register D12 setting data for the diagnosis and over-voltage protection. The communication with the module is possible via serial interface X301.13 (SERDATA_N), X301.15 (SERCLK_N), X301.12(STROBE_N). The module is selected via X301.11 (MS_ATTEN_N). After the transmission of a 24-bit data word, the data are transferred as valid setting to the register memory with STROBE_N (Fig. 3-1). 1090.3700.00 3.2 E-1,

SML Electronic Attenuator 2.2 GHz

MS_ATTEN_N SERCLK_N SERDATA_N STROBE_N Fig. 3-1 Programming of attenuator, timing at interface X301. 3.2 Removing the Electronic Attenuator 2.2 GHz Caution! Make sure to observe the instructions given in the following in order not to cause damage to the instrument or endanger anybody. Please also note the general safety instructions at the beginning of this manual. To open the Electronic Attenuator 2.2. GHz proceed as follows: Opening the instrument Put the on end on the two handles and loosen the four screws in the instrument feet. The instrument feet can be removed now. Carefully lift off the instrument tube. The instrument is open now. Removing modules Loosen flat cable W301 to the module. Loosen the fixing screws to the carrier plate. Loosen the two SMA screwed connections W303, W106. The module can be removed. Opening the module Loosen the fixing screws of the screening cover and take off the screening cover. Remark: Testing of the switching voltages of the GaAs switches is possible with the upper screening cover taken off (component side) without having to remove the module. Mounting modules Proceed in the reverse order to the procedure described above. Tighten the SMA screwed connection W303 at the output of the module before tightening the fixing screws to the carrier plate. The instruments listed in the following table are required for testing the Electronic Attenuator 2.2 GHz. 1090.3700.00 3.3 E-1,

Electronic Attenuator 2.2 GHz SML

3.3 Measuring Instruments and Accessories Table 3-1 Electronic Attenuator 2.2 GHz – Accessories Item Type of instrument, Specifications Appropriate Order No. Use accessories R&S device 1 Digital multimeter 1 mV to 100 V Troubleshooting 0.1 mA to1A2Storage oscilloscope DC-100 MHz, <0,1V/Div, Troubleshooting 2 channels 3 Service kit SML-Z22 1090.5203.02 Troubleshooting 4 Service manual SML (E) Testing and 1090.3123.xx Adjustment 5 Component location plan 1090.3700.01 D Troubleshooting 6 Circuit diagram 1090.3700.01 S Troubleshooting 7 Power meter 9 kHz to ≥2200 MHz NRVS with 1020.1809.02 Level accuracy NRV-Z51 857.9004.02 8 RF step attenuator 9 kHz to ≥2200 MHz RSP 0831.3515.02 Level accuracy Attenuation 0 to 125 dB Z = 50Ω9VSWR bridge 1 MHz to ≥2200 MHz ZRC 1039.9492.55/52 Output reflection directivity > 40 dB coeffcient 10 Controller Interface IEC-625-1 Level accuracy 11 Control unit for attenuator SML 1090.3000.xx All 1090.3700.00 3.4 E-1,

SML Electronic Attenuator 2.2 GHz

3.4 Test Setup 3.4.1 Basic Calibration Test equipment Power meter (Table Measuring instruments and accessories, item 7) Controller (Table Measuring instruments and accessories, item 10) Test setup Controller IEC bus RF Power meter 3.5 Troubleshooting Brief introduction to troubleshooting on the Electronic Attenuator 2.2. GHz. The faults can be located in the basic instrument SML using the SML error status report and the service kit SML-Z22. The menu item ‘Direct Mode ‘ also permits to make complicated settings on the attenuator. For the error diagnosis note that several faults might be due to the same cause (eg no signal at RF output). The DC voltages at the diagnostic points D_XXX (e. g. D_TEMP) given in the connection diagram of the attenuator, sheet 4, can be indicated in the SML display. A diagnostic test range 600-605 is reserved for the attenuator (SML module 6). To this end, the diagnostic display is activated in the submenu Utilities/Diag/Tpoint (State On) and the desired diagnostic point entered (see Table 3-2). Table 3-2 Selection of diagnostic points Address Diagnostic point 600 D_OFFSET 601 D_TEMP 602 D_DIFF 603 D_MEM 604 D_REF 605 D_RFOUT Using the service kit SML-Z22, the module can be tested quickly. For the function test, select the option ‘Check / ATT2‘ in the main menu. The test results are recorded in the test report and additionally represented graphically in the block diagram. The menu ‘Direct Mode / Modules & Options / Att2 / Direct Mode ATT2‘ permits to perform specific settings (Table 3-2) on the attenuator during troubleshooting. 1090.3700.00 3.5 E-1,

Electronic Attenuator 2.2 GHz SML

Table 3-3 Settings in the menu ‘Direct Mode ATT2‘. Menu item Value range Function TEMP 0, 1, to 255 DAC setting for temperature compensation OFFS2_N 0 / 1(see Table 3-4) Offset switch for SW6 / SW6_N, SW7_X / SW7_N_X SWI 0, 1, ... (see Table 3-4) Attenuation setting TMESS_ON 0 / 1 Switching off interrupt MI_TEMP OFFS1_N 0 / 1 (see Table 3-4) Offset switch for SW7 / SW7_N 3.5.1 Position of Test Points The diagnostic test points are located at the bottom (Page A in the component location plan) of the attenuator. The exact position of the test points (component terminal) can be obtained from component location plan 1090.370.01 D. For tracing the RF signal and testing the control voltages of the GaAs switches, it is sufficient to have access to the component side (page B in the component location plan) after removing the upper screening cover. 3.5.2 Selftest After power-on of the SML, selftest measurements are performed. A faulty selftest parameter causes the output of a warning ‘Err...‘ in the display. A brief information on the cause of the warning, i.e. the error status, can be called up using the ‘ERROR‘ key. Further information on the status of the module can be obtained from the Utilities/Diag/Tpoint menu. 3.5.3 Output of Error Status The complete error status can be checked via the remote control interfaces of the SML (RS-232-C or IEC-bus interface). The principles of SML remote control are summarized in the Operating Manual SML, Chapter 5. Polling of error status: "STAT:ERR?“ 1090.3700.00 3.6 E-1,

SML Electronic Attenuator 2.2 GHz

3.5.4 Error 1: Attenuator is not detected Error description Error message after power-on of SML: Module (6/ATT) Missing Data Block 6 / ATTENUATOR HEADER 10601 / FREQ DATA ATT Test setup SML is connected to PC via external interface Attenuator removed from SML and connected to SML via W106 and flat cable W301. Error cause Communication with data memory of attenuator is disturbed. Flat cable W301 might be defective or data /EEPROM are faulty. Using storage oscilloscope, check the signal applied to X301.15 and X301.16 with log. ‘L‘ applied to X301.11 in the selftest phase after power-on of SML (attenuator selected, cf. Fig. 3-1). Trace the signal to D13 (data memory, circuit diagram sheet 2). Remedy Replace defective flat cable. Missing data must be recorded anew (only possible in the factory or in service shops with special equipment). Replace the faulty module. Perform basic calibration using service kit SML-Z22 (menu item ‘Calibrate-External-Level Correction‘). 3.5.5 Error 2: Frequency Response Out of Tolerance Error description Level principally okay, frequency response too big. Error cause Correction data set faulty. Remedy Level correction values of attenuator must again be recorded (only possible in the factory or in service shops with special equipment). Replace module and perform basic calibration using service kit SML-Z22 (menu item ‘Calibrate-External-Level Correction‘). 1090.3700.00 3.7 E-1,

Electronic Attenuator 2.2 GHz SML

3.5.6 Error 3: Serious Fault in Output Level Error description No level at RF output or serious level error. Test setup Attenuator is connected to SML. Controller (PC) is connected to SML. For tracing the RF signal and testing the control voltages of the GaAs switches it is sufficient to remove the upper screening cover. Power meter connected to RF output connector. Troubleshooting Check the attenuator using the test program in the service kit SML-Z22, menu item CHECK / ATTENUATOR. The test results provide information on the functioning of the GaAs switches. Set SML output signal 10dBm, 100MHz (Direct Mode) For troubleshooting use the flow chart in Fig. 3-2 and the circuit diagram. The switch positions can be set in the menu ‘Direct Mode / Modules & Options / Att2‘ according to Table 3-4 and the resulting hardware responses checked. The logic value 0 corresponds to the switch position of the attenuation path with the smaller attenuation. The control voltages (SWx / SWx_N) of the GaAs switches must lie in the range SWx ≥0V (≤-4.5 V) / SWx_N ≤-4.5 V (≥0 V). Remedy a) A fault in the switch control (without effect on the RF characteristics outside the attenuation related paths) can be immediately eliminated without calibration. b) Fault in the RF path. Replace faulty modules. Following the repair, level correction values must be recorded anew (only possible in the factory or in service shops with special equipment). Perform basic calibration using service kit SML-Z22 (menu item ‘Calibrate-External-Level Correction‘). 1090.3700.00 3.8 E-1,

SML Electronic Attenuator 2.2 GHz

Set RF signal with 100 MHz and 10 dBm on the SML and trace using an oscilloscope probe. Measured value at Check over-voltage protection. diagnostic point 0601 Yes Check Relay K1 and control logic (V1 to V7, (D_RFOUT) >0.1 V V12/sheet 8, U3, U4, D1, D8, D9/sheet 4). No Error at S1, S9 ? Check RF signal path, check control for S1 Yes (SW1/SW1_N, SWI1/SWI1_N, sheet 3,2). No Error at S10 ? Check RF signal path. Check control for S10 Yes (SW6/SW6_N, SWI6/SWI6_N, OFFS2_N, sheet 3,2) No Check RF signal path, check control for S11 Error at S11, S13 ? Yes (SW7_X/SW7_N_X) or SW7/SW7_N for S13 (sheet 3) and SW7/SWI7 (sheet 2).

Fig. 3-2 Troubleshooting diagramm

1090.3700.00 3.9 E-1,

Electronic Attenuator 2.2 GHz SML

Table 3-4 Service kit SML-Z22, attenuation setting. Attenuation Output level Setting step /dB range @ X303 SWI1 SWI2 SWI3 SWI4 SWI5 SWI6 SWI7 value SWI OFFS2_N OFFS1_N /dB 0 > 5000000000h0055to > 0100000001h0010 0 to >-5110000003h0015 -5 to >-10111000007h0020 -10 to >-15100100009h0125 -15 to >-2011010000Bh1130 -20 to >-2511110000Fh1135 -25 to >-30100110019h1140 -30 to >-3511011001Bh1145 -35 to >-40100000141h0150 -40 to >-45110000143h0155 -45 to >-50111000147h0160 -50 to >-55100100149h1165 -55 to >-6011010014Bh1170 -60 to >-6511110014Fh1175 -65 to >-70100110159h1180 -70 to >-7511011015Bh1185 -75 to >-80100001161h0190 -80 to >-85110001163h0195 -85 to >-90111001167h01100 -90 to >-95100101169h11105 -95 to >-10011010116Bh11110 -100 to >-10511110116Fh11115 -105 to >-110100111179h11120 -110 to >-11511011117Bh11125 -115 to >-12011111117Fh11The settings are stored in D10, OFFS1_N is stored in D12.12. 1090.3700.00 3.10 E-1,

SML Electronic Attenuator 2.2 GHz

3.6 Testing and Adjustment The module does not include any trimmers, the test is made together with the SML according to Section 10, Performance Test – Level. Calibration of the module is only possible in the factory or in service shops with special equipment. 3.6.1 Testing the Attenuation Setting The test is made using an SML after the basic calibration with the tested attenuator according to Section 10, Performance Test /Level Frequency Response and /Level Linearity. 3.6.2 Testing the Output Reflection Coefficient The test is made using an SML after the basic calibration with the tested attenuator using service kit SML-Z22 according to Section 10, Performance Test / Output Reflection Coefficient. 3.6.3 Over-voltage Protection The test is made using an SML according to Section 10, Performance Test /Over-voltage Protection. 1090.3700.00 3.11 E-1,

Electronic Attenuator 2.2 GHz SML

3.7 External interfaces SignalRAValue range PT Terminal Remark Name Description GND GroundBPDX301.1 X301.3 X301.5 X301.7 X301.9 +12VM SupplyIP11.6V to 12.4V P X301.4 voltage -12VM SupplyIP-12.4V to –11.6V P X301.6 voltage +5VM SupplyIP4.9V to 5.1V P X301.8 voltage +3VM SupplyIP2.9V to 3.1V P X301.8 voltage MS_ATTEN_N Module SelectIDLVT D X301.11 STROBE_N Storage StrobeIDLVT D X301.12 SERDATA_N Setting dataIDLVT D X301.13 EEDATA Identification dataBDLVT D X301.14 SERCLK_N CLK / Setting dataIDLVT D X301.15 EECLK_N CLK / Ident. dataIDLVT D X301.16 MI_OVERL Interrupt / over- O D LVT P X301.17 voltage protection V_DIAG Diagnostic voltageOA-1 to 3V P X301.18 MI_TEMP Interrupt/Temp. O D LVT P X301.19 n.c. X301.2 X301.20 RF IN RF inputIA0to 20dBm P X302 RF OUT RF inputOA0to 16dBm P X303 PMAX ≤ 50W Entry in column R (direction): O = Output I = Input B = Bidirectional Entry in column A (type): A = Analog D = Digital P = Power Entry in column PT: P = Test value T = Trim value D = Type test value E = Setting value (Test and trim plan) Abbreviations: LVT: VOH ≥ 2V, VOL ≤ 0.55V 1090.3700.00 3.12 E-1,

Serviceunterlagen Schaltnetzteil

1104.2463.00 ENGLISH SERVICE MANUAL FOLLOWS FIRST COLOURED DEVIDER Printed in the Federal Republic of Germany 1104.2463.00 1 D-1, SML Schaltnetzteil

Inhaltsverzeichnis

4 Schaltnetzteil ... 4.1 4.1 Ausbau des Schaltnetzteils ... 4.2 1104.2463.00 3 D-1,

SML Schaltnetzteil

4 Schaltnetzteil Das Schaltnetzteil erzeugt vier Versorgungsspannungen (+ 5 V, -12 V, +12 V, +24 V). Es paßt sich auto- matisch an alle Netzspannungen zwischen 100 V und 240 V Wechselspannung an und kann an 50-Hz- und 60-Hz-Netzen betrieben werden. Das Netzteil erfordert keinen Abgleich. Im Falle eines Defekts muß es ausgetauscht werden. 1104.2463.00 4.1 D-1,

Schaltnetzteil SML

4.1 Ausbau des Schaltnetzteils Achtung! Befolgen Sie bitte genau die Anweisungen der folgenden Abschnitte, damit eine Be- schädigung des Geräts oder eine Gefährdung von Personen vermieden wird. Beachten Sie bitte auch die allgemeinen Sicherheitshinweise am Anfang dieses Handbuchs. Zum Ausbau des Schaltnetzteils verfahren Sie wie folgt: Öffnen des Gerätes Das Gerät hochkant auf die beiden Griffe stellen, die vier Schrau- ben in den Gerätefüßen lösen. Die Gerätefüße lassen sich nun entfernen. Den Gehäusetubus vorsichtig nach oben abziehen. Das Gerät ist jetzt offen. Schaltnetzteil ausbauen Abdeckblech des Netzteils lösen. Die zwei Befestigungsschrau- ben sind von vorn zugänglich. Anschlüsse am Netzteil lösen. Beide hinteren Befestigungsschrauben (durch Kühlprofil hindurch) lösen. Schraube, mit der das Netzteil von unten am Trägerblech befes- tigt ist (neben dem Lüfter), lösen. Netzteilwinkel abschrauben (drei Schrauben). Das Netzteil kann jetzt herausgenommen werden. Schaltnetzteil einbauen Schritte in umgekehrter Reihenfolge wie oben beschrieben aus- führen (Netzteilwinkel wiederverwenden). 1104.2463.00 4.2 D-1,

Service Documents Switching Power Supply

1104.2463.00 Printed in the Federal Republic of Germany 1104.2463.00 1 E-1, SML Switching Power Supply

Contents

4 Switching Power Supply... 4.1 4.1 Removing the Switching Power Supply... 4.2 1104.2463.00 3 E-1,

SML Switching Power Supply

4 Switching Power Supply The switching power supply generates four supply voltages (+ 5 V, -12 V, +12 V, +24 V). It automatically adapts to all AC supply voltages between 100 V and 240 V and can be operated from 50-Hz and 60-Hz networks. The power supply requires no adjustment. In the event of a fault, it must be replaced. 1104.2463.00 4.1 E-1,

Switching Power Supply SML

4.1 Removing the Switching Power Supply Caution! Make sure to follow the instructions given in the following paragraphs in order not to cause damage to the instrument or endanger people. Please also observe the general safety instructions at the beginning of this manual. To remove the switching power supply proceed as follows: Opening the instrument Put the instrument on end on the two handles, loosen the four screws in the instrument feet. The feet can now be removed. Carefully lift off the instrument tube. The instrument is now open. Removing the switching Loosen the cover sheet of the power supply. The two fixing power supply screws are accessible from the front. Loosen the terminals on the power supply. Loosen the two rear fixing screws (through the heat sink). Loosen the screw attaching the power supply to the supporting sheet from the bottom (next to the fan). Unscrew the power supply bracket (three screws). The power supply can now be taken out. Replacing the switching Perform the steps on the reverse order to the procedure de- power supply scribed above (use power supply bracket again). 1104.2463.00 4.2 E-1,

Serviceunterlagen Referenzoszillator

1090.5810.02

Option SML-B1

ENGLISH SERVICE MANUAL FOLLOWS FIRST COLOURED DEVIDER Printed in the Federal Republic of Germany 1090.5810.00 1 D-1,

SML Referenzoszillator Inhaltsverzeichnis

5 Referenzoszillator ... 5.1 5.1 Übersicht ... 5.1 5.2 Funktionsbeschreibung... 5.2 5.2.1 Stromversorgung... 5.2 5.2.2 Serielle Schnittstelle ... 5.2 5.2.3 Oszillator... 5.2 5.3 Ausbau des Referenzoszillators ... 5.3 5.4 Spezielle Meßgeräte und Hilfsmittel ... 5.4 5.5 Fehlersuche ... 5.5 5.5.1 Fehler beim Erkennen der Baugruppe ... 5.5 5.5.2 Fehler Ausgangssignal OPTREF an X342... 5.5 5.6 Modulcheck Prüfen und Abgleichen ... 5.6 5.6.1 Modulcheck ... 5.6 5.6.2 Prüfungen und Abgleiche ... 5.7 5.6.2.1 Prüfen der Stromaufnahme ... 5.7 5.6.2.2 Prüfen der Ausgangsbeschaltung und des Oszillators ... 5.7 5.6.2.3 Prüfen der Interrupterzeugung (Meldung Oven Cold) ... 5.8 5.6.2.4 Abgleich des Oszillators ... 5.8 5.7 Tabellen und Schnittstellen... 5.9 5.7.1 Liste der Diagnosemeßpunkte ... 5.9 5.7.2 Referenzspannungen ... 5.9 5.7.3 Digitale Schnittstelle ... 5.9 5.7.4 Externe Schnittstelle... 5.10 1090.5810.00 3 D-1,

SML Referenzoszillator

5 Referenzoszillator 5.1 Übersicht Die Baugruppe Referenzoszillator ersetzt den 10 MHz-Referenzoszillator des Mainboards durch einen hochwertigen themostatgeregelten Quarzoszillator (OCXO), wodurch die Gerätedaten bezüglich Alte- rung, Temperatureinfluß und Phasenrauschen verbessert werden. Der Referenzoszillator befindet sich auf der Geräteunterseite des SML. Die Baugruppe enthält außer dem eigentlichen Oszillator noch Bausteine für die interne Datenübertra- gung, Datenspeicherung und Diagnose sowie Schaltungen für die Erzeugung des Interrupts zur Anzeige der „Oven Cold“-Meldung und für die Abschaltung des Ausgangssignals. Hinweis: Die Baugruppe ist in zwei Kammern aufgeteilt. Es sind allerdings keine Schirmwände bestückt. Die Baugruppe besitzt keinen Schirmdeckel. 1090.5810.00 5.1 D-1,

Referenzoszillator SML

5.2 Funktionsbeschreibung 5.2.1 Stromversorgung Die Baugruppe bezieht die benötigten Spannungen vom Mainboard über den Schnittstellenstecker (X342). Zur Verfügung stehen +24 V, +12 V, -12 V, +5 V und +3 V. Aus den Spannungen +24 V und +12 V wird über einen Spannungsregler (N1, V1) die Versorgung für den OCXO gewonnen. Die Regelspannung wird durch Zehnerdioden (V2, V9) bestimmt. Als Schutz vor zu großen Spannungen am OCXO im Falle eines Fehlers beschränken zwei weitere Zehnerdioden (V3, V7) die Ausgangsspannung des Reglers. Aus der +12 V-Spannung wird durch Spannungsteilung und elektronische Siebung (V4) die Spannung +3 V_REF gewonnen, die zur Versorgung der Ausgangsbeschaltung der Baugruppe dient. Ab Änderungsindex 07.03 wird an G1 eine 5 V-Versorgungsspannung für den OCXO erzeugt. 5.2.2 Serielle Schnittstelle Die Baugruppe wird über eine serielle Schnittstelle vom Mainboard aus gesteuert. Über den Schnittstel- lenstecker (X342) werden die seriellen Daten, die Daten für das Baugruppen-EEPROM (D1) und die Spannungsversorgungen auf die Baugruppe geführt. Mittels eines Registers (D6) werden die Daten zur Ansteuerung des Ausgangsgatters, der Interrupterzeugung und der Diagnose verteilt. Die EEDATA-Datenleitung (X341/14) dient als bidirektionale Datenleitung zum Beschreiben und Ausle- sen des EEPROMS (D1). Der Datenclock hierzu (EECLK_N, X341/16) wird invertiert (D2) und im Pegel gewandelt (V8). Für den Betrieb des EEPROMS ist es erforderlich, daß die Steckbrücken X1 und X2 gesetzt sind. Zur Auswahl von Diagnosespannungen dient ein Multiplexer (D3), der über das Schnittstellenregister (D6) angesteuert wird. Die gewählte Diagnoseleitung wird über den Schnittstellenstecker (X341/18) dem Mainboard zugeführt. 5.2.3 Oszillator Der thermostatgeregelte Quarzoszillator (B1) wird mit einer geregelten und gesiebten 12 V-Versorgung (vgl. Abschnitt 5.2.1) betrieben. Der Oszillator ist über das vom Schnittstellenstecker kommende Signal OPTTUNE (X341/20) in seiner Frequenz abstimmbar. Das Ausgangssignal des Oszillators hat eine Frequenz von 10 MHz und kann mittels des Ausgangsgatters (D5) abgeschaltet werden. Ab Ände- rungsindex 07.03 wird zusätzlich auch die 5 V-Versorgungsspannung des Oszillators geschaltet. Im weiteren wird das Rechtecksignal tiefpaßgefiltert (10 MHz) und wieder zu einem Rechtecksignal gewandelt (V11). Durch die Filterung werden Rauschanteile aus dem Oszillator unterdrückt. Das Aus- gangssignal der Baugruppe wird dann zum Stecker (X342) geführt. 1090.5810.00 5.2 D-1,

SML Referenzoszillator

5.3 Ausbau des Referenzoszillators Achtung! Befolgen Sie bitte genau die Anweisungen der folgenden Abschnitte, damit eine Be- schädigung des Geräts oder eine Gefährdung von Personen vermieden wird. Beachten Sie bitte auch die allgemeinen Sicherheitshinweise am Anfang dieses Handbuchs. Hinweis: Die Baugruppe muß zum Abgleichen nicht ausgebaut oder geöffnet werden! Kalibrierungen, die mit geöffnetem Mainboard durchgeführt werden, können unter Umständen die Daten des Gerätes verschlechtern. Sie sollten auf jeden Fall beim vollständig montierten und warmgelaufenen Gerät wiederholt werden. Die Baugruppe Referenzoszillator besitzt keinen Schirmdeckel. Zum Ein- und Ausbau der Baugruppe verfahren Sie wie folgt: Öffnen des Gerätes Das Gerät hochkant auf die beiden Griffe stellen und die vier Schrau- ben in den Gerätefüßen lösen. Die Gerätefüße lassen sich nun entfernen. Den Gehäusetubus vorsichtig nach oben abziehen. Das Gerät ist nun offen. Baugruppe ausbauen Alle Steckverbindungen auf der Baugruppe lösen. Die Befestigungsschrauben (Kreuzschlitz) vom Referenzoszillator lösen. Die Baugruppe kann jetzt herausgenommen werden. Baugruppe extern lagern Zur Fehlersuche können die Kabelverbindungen wieder hergestellt werden, nachdem die Baugruppe außerhalb des Gerätes gelagert worden ist. Baugruppe einbauen Schritte in umgekehrter Reihenfolge wie oben beschrieben ausführen. 1090.5810.00 5.3 D-1,

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5.4 Spezielle Meßgeräte und Hilfsmittel Die in der folgenden Tabelle aufgelisteten Geräte sind zum Prüfen und zum Abgleich des Mainboards erforderlich. Tabelle 5-1 Referenzoszillator – spezielle Hilfsmittel Pos. Geräteart Erforderliche Geeignetes Bestell-Nr. Anwendung Eigenschaften R&S-Gerät 1 Digitalmultimeter DC 1 mV...100 V alle DC-Messungen 0,1 mA...1A3Frequenzzähler 1 MHz ... 10 MHz Abgleich OCXO 4 Oszilloskop DC-100 MHz, 2 Kanäle Ausgangssignal

OCXO

5 RF-Spektrumanalysator 9 kHz ... 1.1 GHz FSEA/FSP Spektrale Reinheit 10 IEC-Bus-Kabel Verbindung nach IEC625 PCK 0292.2013.10 Serviceprogramm 1006.3008.03 11 RS232-Kabel Alternative zu 10 1050.0346.00 Serviceprogramm 12 Service-Kit SML-Z2 1090.5203.02 Fehlersuche 1090.5810.00 5.4 D-1,

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5.5 Fehlersuche Die DC-Spannungen an den im Stromlauf mit D_XXXXXXX bezeichneten Testpunkten (z.B. D_TUNE) können im Display des SML angezeigt werden. Hierzu wird im Untermenü Utilities/Diag/Tpoint die Testpunkt-Anzeige aktiviert und der gewünschte Diagnosepunkt (siehe Tabelle Diagnosepunkte) einge- geben. Ein vollständiger Test aller auf der Baugruppe Referenzoszillator vorhandenen Testpunkte kann mit Hilfe des Service-Programms SML_SERV.EXE durchgeführt werden. Eventuell auftretende Fehler kön- nen somit sehr schnell und einfach lokalisiert werden. 5.5.1 Fehler beim Erkennen der Baugruppe Baugruppe wird nicht erkannt Steckverbindungen X1 und X2 prüfen. Sie müssen beide gesetzt sein. Spannungsversorgung +5 V prüfen. Schnittstellenstecker (X341) und Kabelverbindung prüfen. 5.5.2 Fehler Ausgangssignal OPTREF an X342 Frequenzfehler Abstimmspannung bis zum Oszillator verfolgen. Bei geringen alte- rungsbedingten Abweichungen neu kalibrieren. Pegelfehler Modulcheck nach Abschnitt 5.6.1 durchführen. 1090.5810.00 5.5 D-1,

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5.6 Modulcheck Prüfen und Abgleichen Die Lage der Steckbrücken und Meßpunkte kann aus der Bestückungszeichnung (siehe Stromlauf) entnommen werden. Zur Prüfung der Baugruppe ist das Serviceprogramm SML_SERV.EXE notwendig. Hiermit kann eine umfangreiche Prüfung der Baugruppe erfolgen. Dazu kann im Menüpunkt "Check“ das Prüfen der ein- zelnen Baugruppe ("Reference Oscillator“) oder der gesamten Baugruppe ("ALL“) ausgewählt werden. Im Block-Diagramm werden nun alle Komponenten, die außer Toleranz liegen, durch rote Markierungen gekennzeichnet. Die genaue Auflistung aller Meßwerte kann im "Report“-Fenster angezeigt werden. Im Menü Directmode kann man einzelne Ansteuerbits auf der Baugruppe einstellen, um damit eine gezielte Prüfung einzelner Komponenten durchzuführen. Alle aufgeführten Meßwerte ohne Toleranzangaben sind als Richtwerte zu verstehen. Spannungsanga- ben ohne weitere Bezeichnung bedeuten DC-Spannungen. Zu Beginn eines jeden Abgleichs bzw. einer jeden Meßprozedur ist die Baugruppe, soweit nicht anders erwähnt, in den Presetzustand zu setzen. 5.6.1 Modulcheck Zum Test der einzelnen Module wird nun das Serviceprogramm gestartet und ein Check der Baugruppe ausgeführt. Mit Hilfe des Testreports kann man sehen, welche Testpunkte außer Toleranz sind. Die unten aufgelistete Tabelle zeigt nun, um welchen Fehler es sich handeln könnte. Die Fehlerbeseitigung sollte in der angegebenen Reihenfolge bearbeitet (siehe Tabelle), da die weiter unten genannten Fehler auch Folgefehler der oberen sein können. Tabelle 5-2 Fehlersuche mit Modulcheck Testpunkt außer Toleranz Stromlaufblatt Fehlersuche D_OVEN1½Prüfen der Spule L3. ½ Zehnerdioden V2 und V9 prüfen. ½ Prüfen des Spannungsreglers (N1, V1). D_3VREF1½Prüfen des Siebtransistors V4. ½ Prüfen der Spule L3. D_TUNE1½Prüfen Signal an X341/20. ½ Verfolgen des Signalpfades von X341/20 bis P2. D_REF1½Signalpfad von X342 bis B1 verfolgen. ½ Prüfe Steuerbit OSC_OFF und Funktion D5. D_5VOSC 1 (ab Änderungsindex 07.03) ½ Prüfen der 12 V-Versorgung. ½ Prüfen des Spannungsreglers (N2,V10) und G1. 1090.5810.00 5.6 D-1,

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5.6.2 Prüfungen und Abgleiche 5.6.2.1 Prüfen der Stromaufnahme Die Stromaufnahme bei +24 V ist während der Aufheizphase höher und soll dann nach ca. 3 min. bei 25° C Umgebungstemperatur auf den stabilen Wert sinken. Tabelle 5-3 Stromaufnahme Spannung (V) Maximale Stromaufnahme (mA) +24 V (heizen) 290 +24 V (stabil) 100 +12 V 20 -12 V 10 +5V5+3.3V55.6.2.2 Prüfen der Ausgangsbeschaltung und des Oszillators Es wird die Funktion sowie der Abstimmbereich des Oszillators überprüft. Vorbereitung PRESET durchführen. Oszilloskop bereitstellen. Spektrumanalysator bereitstellen. Einstellung CF 10 MHz, Span 2 MHz, Ref. Level 15 dBm. Prüfen Das Steuerbit OSC_OFF soll auf "low“-Potential liegen. Ab Ände- rungsindex 07.03 muß OSC_ON gleichzeitig auf "high“-Potential liegen. Hochohmig mit Tastkopf an X341 messen. Das Signal muß TTL- Pegel aufweisen. Spektrumanalysator an X341 anschließen. Der Spektrumanalysa- tor soll einen Pegel von 12 dBm ±5 dBm anzeigen. Es sollen keine Nebenlinien vorhanden sein. Hochohmig mit Tastkopf an B1/Pin10 messen. Es muß ein 10 MHz-Signal mit CMOS-Pegel zu sehen sein. Im Menü Utilities/RefOsc/Source/Ext wählen. Das Steuerbit OSC_OFF muß auf "high“-Potential liegen. Ab Ände- rungszustand 07.03 muß OSC_ON gleichzeitig auf "low“-Potential liegen. Hochohmig mit Tastkopf an L10 messen. Es muß "low“-Potential anliegen. 1090.5810.00 5.7 D-1,

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5.6.2.3 Prüfen der Interrupterzeugung (Meldung "Oven Cold") Solange der Thermostat des Quarzoszillators die Solltemperatur nicht erreicht hat, liegt das Signal MI_OPTREF (X341/17) auf "high“-Potential. Das wird vom Rechner auf dem Mainboard erkannt und führt zur Meldung "Oven Cold“ im Display. Vorbereitung Oszilloskop bereitstellen. Gerät aus kaltem Zustand heraus starten. PRESET durchführen. Prüfen Nach dem Starten des kalten Gerätes muß die Meldung „Oven Cold“ im Display erscheinen. Hochohmig mit Tastkopf an X341/17 das Signal MI_OPTREF messen. Das Signal muß "high“-Potential aufweisen. Das Steuerbit INT_OFF muß "low“-Potential aufweisen. Nach der Aufheizzeit muß das Signal MI_OPTREF auf "low“- Potential wechseln. Die Meldung "Oven Cold“ wird nicht mehr an- gezeigt. Ein warmgelaufener Oszillator muß nach einigen Minuten Ab- schaltung beim erneuten Anschalten wieder "Oven Cold“ melden. 5.6.2.4 Abgleich des Oszillators Vor der Messung muß die Baugruppe wenigstens 30 Minuten warmlaufen. Vorbereitung Kalibrierten Frequenzzähler an X341 anschließen Abgleich Im Menü Utilities/Protect/Lock Level 2 auf OFF setzen. (Passwort: 261339). Im Menü Utilities/Calib/RefOsc/CalibrationData den Wert verändern, bis der Frequenzzähler 10.0000000 MHz anzeigt. Im Menü Utilities/Calib/RefOsc StoreCalibrationData betätigen. Es erscheint kurz die Anzeige "WRITE DATA BLOCK TO EEPROM“ im Display. 1090.5810.00 5.8 D-1,

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5.7 Tabellen und Schnittstellen 5.7.1 Liste der Diagnosemeßpunkte Tabelle 5-4 Diagnosepunkte Rechner und Versorgungsspannungen Meßpunkt Min/V Max/V Einstellung 700 D_TUNE Tunespannung für den Oszillator 0 10 701 D_REF Ausgangssignal OPTREF 0.75 2 OSC_OFF = 0 -0.1 0.1 OSC_OFF = 1 702 D_OVEN Versorgungsspannung Oszillator 11.6 12.4 703 D_VREF Versorgungsspannung Ausgang 4.6 5.2 704 D_5VOSC Versorgungsspannung Oszillator 4.8 5.2 5.7.2 Referenzspannungen Tabelle 5-5 Referenzspannungen Spannung Meßpunkt Min/V Max/V Stromlaufblatt V_REF V4 Emitter 4.6 5.2 1 12 V-Versorgung B1 P1 +11.6 +12.4 1 Ab Änderungsindex 07.03: Spannung Meßpunkt Min/V Max/V Stromlaufblatt 5 V-Versorgung B1 B1, Pin 7 4.8 5.2 1 5.7.3 Digitale Schnittstelle In den folgenden Tabellen sind die Einstellbits für die Grundeinstellung des Gerätes (Presetzustand) aufgeführt. Die Einstellung der Bits kann an den Schieberegisterausgängen nachgemessen werden. Die Pinbelegung kann den Stromlaufunterlagen entnommen werden. Tabelle 5-6 Digitale Schnittstelle Byte Bit Bezeichnung Funktion Bemerkung07- - 6 OSC_ON Abschaltung der 5 V-Versorgung für Oszillator Presetzustand: 1 5 INT_OFF (ab Änderungsindex 07.03) Presetzustand: 0 4 OSC_OFF Interruptsignal rücksetzen Presetzustand: 0 3 DMUX0_ON Abschaltung des Signals OPTREF Presetzustand: 0 2 DMUXAD2 Auswahl Diagnosemultiplexer 1 DMUXAD1 Adresse D.-Multiplexer MSB 0 DMUXAD0 Adresse D.-Multiplexer LSB 1090.5810.00 5.9 D-1,

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5.7.4 Externe Schnittstelle Tabelle 5-7 Externe Schnittstelle SignalRAWertebereich PT Bild Anschlußpunkt Bemerkung Name Beschreibung Nr. GNDIPX132.1 Masse +24VMIP+22.3 V ... 26.9VPX132.2 Versorgung +24 V GNDIPX132.3 Masse +12VMIP11.3 V ... 12VPX132.4 Versorgung +12 V GNDIPX132.5 Masse -12VMIP-12.5 V ... -11.4VPX132.6 Versorgung –12 V GNDIPX132.7 Masse +5VMIP4.75 V ... 5.25VPX132.8 Versorgung +5 V GNDIPX132.9 Masse +3VMIP3.0 V ... 3.6VPX132.10 Versorgung +3.3 V MS_OPTREF_NIDTTL-Pegel X132.11 Modul_Select Referenzoszillator STROBE_NIDTTL-Pegel X132.12 Strobe SERDATA_NIDTTL-Pegel X132.13 Daten seriell EEDATABDTTL-Pegel X132.14 Daten EEPROM SERCLK_NIDTTL-Pegel X132.15 Clock seriell EECLK_NIDTTL-Pegel X132.16 Clock EEPROM MI_OPTREFODTTL-Pegel X132.17 Interrupt OVEN COLD V_DIAGOA-2.5 V...+2.5 V X132.18 Diagnose-Spannung X132.19 n.c. OPTTUNEIA0V...10VEX132.20 Abstimmspannung

OCXO

OPTREFOA10 MHz TTL-Pegel X342 Ausgang OPTREF Eintrag in der Spalte R (Richtung): O = Ausgang I = Eingang B = Bidirektional Eintrag in der Spalte A (Art): A = Analog D = Digital P = Power Eintrag in der Spalte PT: P = Prüfwert T = Trimmwert D = Typprüfwert E = Einstellwert (Prüf- und Trimmplan) 1090.5810.00 5.10 D-1, Service Documents Reference Oscillator 1090.5810.02 Option SML-B1 Printed in the Federal Republic of Germany 1090.5810.00 1 E-1,

SML Reference Oscillator CONTENTS

5 REFERENCE OSCILLATOR ... 5.1 5.1 Overview... 5.1 5.2 Function Description... 5.2 5.2.1 Current Supply... 5.2 5.2.2 Serial Interface ... 5.2 5.2.3 Oscillator ... 5.2 5.3 Removing the Reference Oscillator... 5.3 5.4 Special Measuring Instruments and Accessories... 5.4 5.5 Troubleshooting ... 5.5 5.5.1 Error in Module Detection... 5.5 5.5.2 Error Output Signal OPTREF at X342... 5.5 5.6 Checking the Modules, Testing and Adjustment ... 5.6 5.6.1 Checking the Module... 5.6 5.6.2 Testing and Adjustments... 5.7 5.6.2.1 Testing the Current Consumption... 5.7 5.6.2.2 Testing the Output Connection and the Oscillator ... 5.7 5.6.2.3 Testing the Interrupt Generation (Message Oven Cold)... 5.8 5.6.2.4 Adjusting the Oscillator ... 5.8 5.7 Tables and Interfaces... 5.9 5.7.1 List of Diagnostic Test Points ... 5.9 5.7.2 Reference Voltages... 5.9 5.7.3 Digital Interface ... 5.9 5.7.4 External Interface ... 5.10 1090.5810.00 3 E-1,

SML Reference Oscillator

5 Reference Oscillator 5.1 Overview The Reference Oscillator replaces the 10-MHz reference oscillator of the mainboard by a high-quality, oven-controlled crystal oscillator (OCXO), thus improving the instrument data in terms of aging, tem- perature effect and phase noise. The reference oscillator is located at the bottom of the SML. In addition to the oscillator, the module also contains components for internal data transfer, data storage and diagnosis as well as circuits for generation of the interrupt for the display of the “Oven Cold“ mes- sage and for switching off the output signal. Note: The module is divided into two chambers. However, no screening panels are fitted. The module does not feature a screening cover. 1090.5810.00 5.1 E-1,

Reference Oscillator SML

5.2 Function Description 5.2.1 Current Supply The module derives the required voltages from the mainboard via the interface connector (X342). +24 V, +12 V, -12 V, +5 V and +3 V are available. From the voltages +24 V and +12 V the supply for the OCXO is obtained via a voltage regulator (N1, V1). The control voltage is determined by Zener diodes (V2, V9). As a protection against excessive voltages at the OCXO in the case of a fault, two further Zener diodes (V3, V7) limit the output voltage of the regulator. The 3 V_REF voltage is derived from the +12-V voltage by voltage division and electronic filtering (V4), serving as supply of the output circuitry of the module. With revision 07.03 or higher, a 5-V supply voltage is generated at G1 for the OCXO. 5.2.2 Serial Interface The module is controlled via a serial interface from the mainboard. The serial data, the data for the module EEPROM (D1) and the voltage supplies are taken to the module via the interface connector (X342). A register (D6) is used to distribute the data for control of the output gate, the interrupt genera- tion and diagnosis. Die EEDATA data line (X341/14) serves as bidirectional data line for writing to and reading of the EEPROM (D1). The required data clock (EECLK_N, X341/16) is inverted (D2) and its level converted (V8). For operation of the EEPROM jumpers X1 and X2 must be inserted. For selecting diagnostic voltages, a multiplexer (D3) is provided which is controlled via interface register (D6). The selected diagnostic line is applied to the main board via the interface connector (X341/18). 5.2.3 Oscillator The oven-controlled crystal oscillator (B1) is operated from a controlled and filtered 12-V supply (cf. 1.2.1). The frequency of the oscillator can be tuned via the OPTTUNE signal (X341/20) that is ap- plied via the interface connector. The output signal of the oscillator features a frequency of 10 MHz and can be switched off by means of the output gate (D5). With revision 07.03 or higher, the 5-V supply volt- age of the oscillator is additionally connected. In the following, the squarewave signal is filtered in a lowpass (10MHz) and converted back to a squarewave signal (V11). Filtering serves to suppress noise components from the oscillator. The output signal of the module is then taken to connector (X342). 1090.5810.00 5.2 E-1,

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5.3 Removing the Reference Oscillator Caution! Make sure to observe the instructions given below in order not to cause damage to the instrument or endanger anybody. Please also note the general safety instructions at the beginning of this manual. Note: The module need not be removed or opened for the adjustment! Calibrations performed with open mainboard may cause deterioration of the in- strument data. They should be repeated in any case with the instrument com- pletely mounted and warmed up. The reference oscillator module is not equipped with a screening cover. For removal and replacement of the module proceed as follows: Opening the instrument Put the instrument on end on the two handles and loosen the four screws in the instrument feet. The instrument feet can be removed now. Carefully lift off the instrument tube. The instrument is open now. Removing the module Loosen all plug-in connections on the module. Loosen the fixing screws (Phillips) from the reference oscillator. The module can taken out now. Storing the module externally The cable connections can be restored for troubleshooting after stor- ing the module outside the instrument. Replacing the module Proceed in the reverse order to the procedure described above. 1090.5810.00 5.3 E-1,

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5.4 Special Measuring Instruments and Accessories The instruments listed in the following table are required for testing and adjustment of the mainboard. Table 5-1 Reference oscillator – special accessories Item Type of instrument Specifications Appropriate Order No. Use R&S device 1 Digital multimeter DC 1 mV to 100 V all DC measurments 0.1 mA to1A3Frequency counter 1 MHz to 10 MHz Adjustment OCXO 4 Oscilloscope DC-100 MHz, 2 channels Output signal OCXO 5 RF spectrum analyzer 9 kHz to 1.1 GHz FSEA/FSP Spectral purity 10 IEC-bus cable Connection to IEC625 PCK 0292.2013.10 Service program 1006.3008.03 11 RS232 cable Alternative to 10. 1050.0346.00 Service program 12 Service kit SML-Z2 1090.5203.02 Troubleshooting 1090.5810.00 5.4 E-1,

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5.5 Troubleshooting The DC voltages at the test points (e.g. D_TUNE) marked with D_XXXXXXX in the connection diagram can be indicated in the SML display. For this purpose, activate the test point display in the submenu Utilities/Diag/Tpoint and enter the desired diagnostic point (see Table Diagnostic Points). A complete test of all test points available on the reference oscillator can be performed using the service program SML_SERV.EXE. Possible faults can thus be located quickly and easily. 5.5.1 Error in Module Detection Module is not detected Check plug-in connections X1 and X2. Both must be inserted. Check voltage supply +5 V. Check interface connector (X341) and cable connection. 5.5.2 Error Output Signal OPTREF at X342 Frequency error Trace tuning voltage to the oscillator. Recalibrate in the case of small deviations due to aging. Level error Check module according to 5.6.1 1090.5810.00 5.5 E-1,

Reference Oscillator SML

5.6 Checking the Modules, Testing and Adjustment The position of the jumpers and test points can be obtained from the component location plan (see connection diagram). For checking the module, the service program SML_SERV.EXE is required. It permits comprehensive testing of the module. For this purpose, the menu item “Check“ permits to check the individual module (“Reference Oscillator“) or the complete module („ALL“). In the block diagram, all the components that are out of tolerance are marked by red color. The detailed list of all measured values can be obtained in the “Report“ window. The Directmode menu permits to set, individual control bits on the module for spe- cific testing of individual components. All measured values listed without tolerance are meant to be understood as rough values. Voltage val- ues without further designation are DC voltages. Before starting an adjustment or a measurement procedure set the module to the preset status unless otherwise specified. 5.6.1 Checking the Module For testing the modules, the service program is started. The test report shows the test points that are out of tolerance. The table listed below indicates the faults that might be involved. For fault elimination, proceed in the order given in the table, since the faults that are further down may result from those mentioned above. Table 5-2 Troubleshooting with module checking Test point out of Circuit diagram Troubleshooting tolerance sheet D_OVEN1½Check coil L3. ½ Check Zener diodes V2 and V9. ½ Check voltage regulator (N1, V1). D_3VREF1½Check filter transistor V4. ½ Check coil L3. D_TUNE1½Check signal at X341/20 ½ Trace signal path from X341/20 to P2 D_REF1½Trace signal path from X342 to B1. ½ Check control bit OSC_OFF and function D5. D_5VOSC 1 (after revision index 07.03) ½ Check 12-V supply. ½ Check voltage regulator (N2,V10) and G1. 1090.5810.00 5.6 E-1,

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5.6.2 Testing and Adjustments 5.6.2.1 Testing the Current Consumption The current consumption at +24 V is higher during the warming-up period and should then decrease after approx. 3 min. to a stable value at an ambient temperature of 25°C. Table 5-3 Current consumption Voltage (V) Maximum current consumption (mA) +24 V (heat) 290 +24 V (stable) 100 +12 V 20 -12 V 10 +5V5+3.3V55.6.2.2 Testing the Output Connection and the Oscillator Both the function and the tuning range of the oscillator are checked Preparation Perform PRESET. Provide oscilloscope. Provide spectrum analyzer. Setting CF 10MHz, Span 2 MHz, Ref. Level 15 dBm. Testing The control bit OSC_OFF must be at “low“ potential. With revision index 07.03 or higher, OSC_ON must simultaneously be at “high” potential. Perform high-impedance measurement using probe at X341. The signal must feature TTL level. Connect spectrum analyzer to X341. The spectrum analyzer is to display a level of 12 dBm ±5 dBm. There should be no spurious. Perform high-impedance measurement with probe at B1/Pin10. A 10-MHz signal with CMOS level must be visible. Select Utilities/RefOsc/Source/Ext. The control bit OSC_OFF must be at “high“ potential. With revision index 07.03 or higher, OSC_ON must be simultaneously at “low“ potential. Perform high-impedance measurement with probe at L10. “Low“ potential must be applied 1090.5810.00 5.7 E-1,

Reference Oscillator SML

5.6.2.3 Testing the Interrupt Generation (Message Oven Cold) As long as the thermostat of the crystal oscillator has not reached the nominal temperature, the signal MI_OPTREF (X341/17) is at “high“ potential. This is noticed by the computer on the mainboard and leads to the message “Oven Cold“ in the display. Preparation Provide oscilloscope Start instrument when it is cold Perform PRESET Testing After starting the cold instrument, the message “Oven Cold“ must be displayed. Perform high-impedance measurement of the MI_OPTREF signal with probe at X341/17. The signal must feature “high” potential. The control bit INT_OFF must feature “low“ potential. After the warming-up period, the signal MI_OPTREF must change to “low“ potential. The “Oven Cold“ message is no longer displayed. After warming up, an oscillator must again signal “Oven Cold” when it is switched off for a few minutes and then switched on again. 5.6.2.4 Adjusting the Oscillator Prior to the measurement allow the module to warm up for at least 30 minutes. Preparation Connect calibrated frequency counter to X341 Adjustment Set Level 2 to OFF in the menu Utilities/Protect/Lock. (Password: 261339). Change the value in the Utilities/Calib/RefOsc/Calibration Data menu until the frequency counter displays 10.0000000 MHz. Select Utilities/Calib/RefOsc/StoreCalibrationData in the menu. The message “WRITE DATA BLOCK TO EEPROM“ will be briefly displayed. 1090.5810.00 5.8 E-1,

SML Reference Oscillator

5.7 Tables and Interfaces 5.7.1 List of Diagnostic Test Points Table 5-4 Diagnostic points controller and supply voltages Test point Min./V Max./V Setting 700 D_TUNE Tuning voltage for oscillator 0 10 701 D_REF Output signal OPTREF 0.75 2 OSC_OFF = 0 -0.1 0.1 OSC_OFF = 1 702 D_OVEN Supply voltage oscillator 11.6 12.4 703 D_VREF Supply voltage output 4.6 5.2 704 D_5VOSC Supply voltage oscillator 4.8 5.2 5.7.2 Reference Voltages Table 5-5 Reference Voltages Voltage Test point Min/V Max/V Circuit diagram sheet V_REF V4 Emitter 4.6 5.2 1 12-V supply B1 P1 +11.6 +12.4 1 With revision index 07.03 or higher: Voltage Test point Min/V Max/V Circuit diagram sheet 5-V supply B1 B1, Pin 7 4.8 5.2 1 5.7.3 Digital Interface The following tables list the setting bits for the default setting of the instrument (Preset). The setting of the bits can be checked at the shift register outputs. The pin assignment can be obtained from the cir- cuit diagram. Table 5-6 Digital interface Byte Bit Designation Function Remark07- - 6 OSC_ON Switch-off of 5-V supply for oscillator Preset status: 1 5 INT_OFF (from revision index 07.03) Preset status: 0 4 OSC_OFF Reset interrupt signal Preset status: 0 3 DMUX0_ON Switch-off of signal OPTREF Preset status: 0 2 DMUXAD2 Selection of diagnostic multiplexer 1 DMUXAD1 Address D.-Multiplexer MSB 0 DMUXAD0 Address D.-Multiplexer LSB 1090.5810.00 5.9 E-1,

Reference Oscillator SML

5.7.4 External Interface Table 5-7 External interface SignalRAValue range PT Fig. Terminal Remark Name Description No. GNDIPX132.1 Ground +24VMIP+22.3 V to 26.9VPX132.2 Supply +24 V GNDIPX132.3 Ground +12VMIP11.3 V to 12VPX132.4 Supply +12 V GNDIPX132.5 Ground -12VMIP-12.5 V to -11.4VPX132.6 Supply –12 V GNDIPX132.7 Ground +5VMIP4.75 V to 5.25VPX132.8 Supply +5 V GNDIPX132.9 Ground +3VMIP3.0 V to 3.6VPX132.10 Supply +3.3 V MS_OPTREF_NIDTTL level X132.11 Modul_Select reference osc. STROBE_NIDTTL level X132.12 Strobe SERDATA_NIDTTL level X132.13 Data serial EEDATABDTTL level X132.14 Data EEPROM SERCLK_NIDTTL level X132.15 Clock serial EECLK_NIDTTL level X132.16 Clock EEPROM MI_OPTREFODTTL level X132.17 Interrupt OVEN COLD V_DIAGOA-2.5 V to +2.5 V X132.18 Diagnostic voltage X132.19 n.c. OPTTUNEIA0Vto 10VEX132.20 Tuning voltage OCXO OPTREFOA10 MHz TTL level X342 Output OPTREF Entry in column R (direction): O = Output I = Input B = Bidirectional Entry in column A (type): A = Analog D = Digital P = Power Entry in column PT: P = Test value T = Trim value D = Type test value E = Setting value (test and trim plan) 1090.5810.00 5.10 E-1,

Serviceunterlagen Pulsmodulator

1090.5410.02

Option SML-B3

ENGLISH SERVICE MANUAL FOLLOWS FIRST COLOURED DEVIDER Printed in the Federal Republic of Germany 1090.5410.00 1 D-1,

SML Pulsmodulator Inhaltsverzeichnis

6 Pulsmodulator ... 6.1 6.1 Übersicht ... 6.1 6.2 Funktionsbeschreibung... 6.1 6.2.1 Stromversorgung... 6.1 6.2.2 Pulsgenerator ... 6.1 6.2.3 Pulsmodulator ... 6.2 6.2.4 Steuerschnittstelle ... 6.2 6.3 Ausbau des Pulsmodulators ... 6.3 6.4 Spezielle Messgeräte und Hilfsmittel ... 6.4 6.5 Fehlersuche... 6.4 6.5.1 Vorbemerkung... 6.4 6.5.2 Fehler im Modulatorpfad ... 6.5 6.5.3 Fehler im Pulsgenerator ... 6.6 6.6 Modulcheck... 6.7 6.7 Prüfen und Abgleichen ... 6.8 6.7.1 Versorgungsspannungen ... 6.8 6.7.2 Datenübertragung ... 6.9 6.7.3 Schalter und Treiber... 6.10 6.7.4 Arbeitspunkt Endstufe ... 6.11 6.7.5 Oberwellenfilter... 6.11 6.8 Tabellen und Schnittstellen... 6.12 6.8.1 Liste der Diagnosepunkte... 6.12 6.8.2 Referenzspannungen ... 6.12 6.8.3 Arbeitspunkte und HF-Pegel von aktiven HF-Bauteilen ... 6.12 6.8.4 Digitale Schnittstelle ... 6.13 6.8.5 Externe Schnittstelle... 6.14 1090.5410.00 3 D-1,

SML Pulsmodulator

6 Pulsmodulator 6.1 Übersicht Die Option Pulsmodulator erweitert die Modulationsarten des SML um eine Pulsmodulation mit sehr hoher Dynamik von typisch 90 dB und sehr kurzen Pulsanstiegs- bzw. Abfallzeiten von weniger als 10 ns. Zusätzlich stellt sie einen Pulsgenerator mit einstellbarer Pulsperiode von 100 ns...85 s und Puls- dauer von 20 ns...1.34 s zur Verfügung. Ein externer Triggereingang und ein eigener Pulsausgang sind vorhanden. Der Pulsmodulator liegt im HF-Pfad direkt vor der Eichleitung. 6.2 Funktionsbeschreibung Die Baugruppe Pulsmodulator besteht aus den Komponenten Pulsgenerator (Xilinx-FPGA PGEN) und dem Modulator (GaAs-Switches mit Ansteuerung und RF-Verstärker). Sie wird über eine serielle Steu- erschnittstelle vom SML angesprochen. Hinweis: Ein Blockschaltbild befindet sich auf Blatt 1 der Schaltplan-Unterlagen. 6.2.1 Stromversorgung Stromlauf Blatt 6, 3 Die Stromversorgung der Baugruppe Pulsmodulator erfolgt vom Mainboard aus. Dabei werden die Be- triebsspannungen +24 V, +12 V, -12 V, +5 V und +3 V über die Siebglieder L9...L14 und C73,C19...23 und die Durchführungsfilter Z6...Z10 in die Kammern geführt. Aus der Spannung +24 V wird eine Referenzspannung von +10 V mit N7 erzeugt. 6.2.2 Pulsgenerator Stromlauf Blatt 4 Der Pulsgeneratorbaustein D4 erzeugt ein TTL-kompatibles Digitalsignal, mit dem der Pulsmodulator über die Logikbausteine D3 und D12 angesteuert wird. D3 dient hierbei der Verknüpfung des Digitalsignales mit internen Steuersignalen, D12 erzeugt die komplementären Ansteuersignale PULS_LOW und PULS_HIGH. Über einen externen Triggereingang PULSE (X384) kann das Pulssignal mit anderen Taktquellen syn- chronisiert bzw. verknüpft werden. Das erzeugte Pulssignal kann über das Auswahlmenü Pulse Output auf der Gerätebuchse PULSE VIDEO (X385) über den Pufferbaustein D11 zur Verfügung gestellt werden. Über die Eingangsbuchse X384 kann der Pulsgenerator mit einem externen Signal getriggert bzw. ein Modulationssignal eingespeist werden. Die Impedanz des Eingangs kann mit der Steckbrücke X5 zwi- schen 50 Ω (Brücke gesetzt) und 10 kΩ gewählt werden. Die Diode V3 dient als Schutz vor zu hohen Signalspannungen an Gatter D7. Die Konfiguration des FPGA D4 erfolgt beim Einschalten des Gerätes. Als Zeitbasis ist eine baugrup- peneigene 100 MHz-Referenz G1 vorhanden. Mit der Steckbrücke X6 kann die interne Referenz abge- schaltet werden, für Service- und Testzwecke kann ein externes Signal eingespeist werden. Eigenschaften Pulsgenerator: Pulse Periode 400 ns...85.9 s Pulse Dauer 20 ns...1.34 s Delay 20 ns...1.34 s Auflösung 20 ns 1090.5410.00 6.1 D-1,

Pulsmodulator SML

6.2.3 Pulsmodulator Stromlauf Blatt 2, 3 Der Modulator schaltet die HF mit 3 GaAs-Schaltern S1...S3 ein bzw. aus. Die für die Ansteuerung der GaAs-Schalter notwendigen negativen Ansteuerspannungen werden von schnellen OP-Amps N1...N6 erzeugt. V17 stabilisiert die Betriebsspannung des Pufferbausteines D6. (Stromlauf Blatt 2) Die entstehende Durchgangsdämpfung wird durch einen nachfolgenden Verstärker N8 ausgeglichen. Die Betriebsspannung des GaAs-Fet N8 wird aus +24 V erzeugt. Dazu wird über R123/R199 und V5 eine stabilisierte Spannung von ca. 16 V erzeugt. V1 regelt die Spannung an R203 auf9Vund legt da- mit den Strom durch N8 mit R31/R104 fest. (Stromlauf Blatt 3) Am Ausgang sorgt ein Filter, dessen Eckfrequenz mit einer Pindiode V23 zwischen 1.9 GHz und 3.3 GHz umgeschaltet werden kann, für einen ausreichenden Oberwellenabstand. Die Umschaltung erfolgt mit dem Transistor V19 durch das Bit OW_HIGH. Eigenschaften Puls-Modulator: Dynamik min. 90 dB TON/OFF < 10 ns RF 9kHz. 3.3 GHz Verstärker SHF289: UDS = 8.8 V; ID = 250 mA Verstärkung ca. 10 dB 6.2.4 Steuerschnittstelle Stromlauf Blatt 5, 6 Über die 20polige Steckerleiste X381-11...20 werden die Steuerbits über Durchführungsfilter Z3...Z5 und Z11...Z14 auf die Baugruppe geführt. Bei Anliegen des Modul-Select-Signals MS_PULS_N (Low-Aktiv) werden die Daten seriell in die Schie- beregister D8...D10 eingelesen und mit dem Strobe-Signal STROBE_MOD in die Ausgangsregister übernommen bzw. an das FPGA übergeben. Im EEPROM D1 sind Variante, Änderungszustand und Baugruppenkennung eingespeichert. V15 dient als Pegelwandler von 3,3 V...5 V. VDIAG_MOD führt eine analoge Diagnosespannung von –2,5 V...+2,5 V zur weiteren Auswertung auf das Mainboard. Der Multiplexer D5 ermöglicht die Auswahl zwischen 8 verschiedenen Diagnosepunkten. 1090.5410.00 6.2 D-1,

SML Pulsmodulator

6.3 Ausbau des Pulsmodulators Achtung! Befolgen Sie bitte genau die Anweisungen der folgenden Abschnitte, damit eine Be- schädigung des Geräts oder eine Gefährdung von Personen vermieden wird. Beach- ten Sie bitte auch die allgemeinen Sicherheitshinweise am Anfang dieses Handbuchs. Zum Öffnen des Pulsmodulators verfahren Sie wie folgt: Öffnen des Gerätes Das Gerät hochkant auf die beiden Griffe stellen und die vier Schrauben in den Gerätefüßen lösen. Die Gerätefüße lassen sich nun entfernen. Den Gehäusetubus vorsichtig nach oben abziehen. Gerät ist nun offen. Baugruppe ausbauen und Alle Steckverbindungen auf der Baugruppe lösen. öffnen HF-Kabel von X382 / X383 abschrauben. HF-Kabel von X384 /X385 abstecken. Die Befestigungsschrauben (Kreuzschlitz) des Pulsmodulators lösen. Baugruppe kann jetzt herausgenommen werden. Die Schirmdeckel der Baugruppe können nun abgeschraubt werden. Zur Fehlersuche kann die Baugruppe in der sogenannten Service- stellung betrieben werden. Dazu sind alle Steckverbindungen wieder herzustellen und die HF-Kabel falls notwendig durch flexible Ausfüh- rungen zu ersetzen. Einbau Schritte in umgekehrter Reihenfolge wie oben beschrieben aus- führen. 1090.5410.00 6.3 D-1,

Pulsmodulator SML

6.4 Spezielle Meßgeräte und Hilfsmittel Eine Liste der für den SML häufig gebrauchten Meßgeräte und Hilfsmittel befindet sich am Anfang die- ses Handbuchs. Die in der folgenden Tabelle aufgelisteten Geräte sind speziell zum Prüfen und zum Abgleich des Pulsmodulators erforderlich. Tabelle 6-1 Meßgeräte Pos. Geräteart Erforderliche Eigen- Geeignetes Bestell-Nr. Anwendung schaften R&S-Gerät 1 Digitalmultimeter 1 mV...100 V Seite 6.9, 6.10, 6.11 0,1 mA...1A2Oszilloskop DC-100 MHz, 2 Kanäle Seite 6.10 Samplingoszilloskop 3 Spektrumanalysater 100 Hz...5 GHz FSB Seite 6.11

FSBA

4 HF-Tastkopf mit DC- 9 kHz...3.3 GHz Seite 6.10 Blocker 6.5 Fehlersuche 6.5.1 Vorbemerkung Vor der eigentlichen Fehlersuche auf dem Pulsmodulator muß sichergestellt sein, daß alle Versorgungs- spannungen ordnungsgemäß anliegen (siehe Kapitel 6.7.1). Weiterhin muß per Diagnosemessung über- prüft werden, ob die Referenzspannung anliegt. Dazu ist der Diagnosepunkt D_UREF auf seinen Sollwert zu überprüfen (siehe Tabelle Kapitel 6.8.1). Die DC-Spannungen an den im Schaltplan mit D_XXXXXXX bezeichneten Testpunkten (z.B. D_TEMP) können im Display des SML angezeigt werden. Hierzu wird im Untermenü Utilities/Diag/Tpoint die Testpunkt-Anzeige aktiviert und der gewünschte Diagnosepunkt (siehe Tabelle Diagnosepunkte) einge- geben. Ein vollständiger Test aller auf der Baugruppe Pulsmodulator vorhandenen Testpunkte kann mit Hilfe des Service-Programms SML_SERV.EXE durchgeführt werden. Eventuell auftretende Fehler können somit sehr schnell und einfach lokalisiert werden. 1090.5410.00 6.4 D-1,

SML Pulsmodulator

6.5.2 Fehler im Modulatorpfad Einstellungen am SML Modulation: Pulse:PulseSource:Off (Presetstellung) Fehlerbeschreibung Kein RF-Ausgangssignal, zu geringer RF-Pegel, verzerrtes Ausgangssi- gnal, Oberwellen Fehlerursache Verkabelung, Verstärker N8, Schalter S1...S3, Ansteuerung/Pegelwandler N1...N6, Oberwellenfilter. Wie folgt prüfen: Versorgungsspannungen nach Abschnitt 6.7.1 kontrollieren. Arbeitspunkt Endstufe N8 und Ansteuerspannungen der Schalter S1...S3 nach Tabelle 6-5 prüfen. TTL-Pegel PULS_LOW, PULS_HIGH nach Tabelle 6-6 prüfen. Mit Oszilloskop bzw. HF-Tastkopf HF-Pegel nach Tabelle 6-5 in Ab- schnitt 6.8.3 prüfen. Ansteuerspannung OW-Filter nach Abschnitt 6.7.5 prüfen. Fehlerbehebung Defektes Bauteil/Kabel tauschen. Fehlerbeschreibung Keine externe Pulsmodulation möglich, RF-Ausgangssignal vorhanden. Fehlerursache Verkabelung, Eingangsimpedanz, Überlastschutz, Schalter S1...S3, Ansteuerung/Pegelwandler N1...N6 Wie folgt prüfen: Verkabelung Buchse PULSE – X384 prüfen. Steckbrücke X5 richtig gesetzt? (Z_in 50 Ω/10 kΩ). Begrenzerdiode V3 prüfen. Datenübertragung nach Abschnitt 6.7.2 prüfen. PGEN nach Abschnitt 6.6 prüfen. TTL-Pegel PULS_LOW, PULS_HIGH nach Abschnitt 6.7.3 prüfen. Ansteuerspannungen S1...S3 nach Tabelle 6-5 prüfen. Fehlerbehebung Defektes Bauteil/Kabel tauschen 1090.5410.00 6.5 D-1,

Pulsmodulator SML

6.5.3 Fehler im Pulsgenerator Voraussetzung: RF-Pegel ist hinter der Baugruppe vorhanden. Einstellungen am SML: Modulation:Pulse:PulseSource:PulseGen Fehlerbeschreibung Baugruppeneigener Pulsgenerator funktioniert nicht, kein Signal an PULSE-VIDEO, Falsches Timing. Fehlerursache 100 MHz-Referenz, fehlerhafte Daten Wie folgt prüfen: Prüfen der 100 MHz-Referenz nach Abschnitt 6.6. Steckbrücke X6 vorhanden? Verkabelung X385 – PULSE-VIDEO prüfen. Versorgungsspannungen (insbesondere 5 V) nach Abschnitt 6.7.1 prüfen. Datenübertragung nach Abschnitt 6.7.2 prüfen. Fehlerbehebung Defektes Bauteil tauschen Fehlerbeschreibung Zu geringe Dynamik, Puls Anstiegs-/Abfallzeiten zu groß, starke Pulskompression. Fehlerursache Pegelwandler N1...N6, Schalter S1...S3. Wie folgt prüfen: Versorgungsspannungen nach Abschnitt 6.7.1 prüfen. Pegelwandler N1...N6 und Schalter nach Abschnitt 6.7.3 prüfen. Fehlerbehebung Defektes Bauteil tauschen. 1090.5410.00 6.6 D-1,

SML Pulsmodulator

6.6 Modulcheck Zum Test des Pulsmodulators wird das Serviceprogramm gestartet und ein Check der Baugruppe Pulsmodulator ausgeführt. Aus dem Fehlerbericht ist ersichtlich, welche Testpunkte außer Toleranz sind. Die unten aufgelistete Tabelle zeigt, auf welchen Fehler dies hindeuten könnte. Zur Fehlerbeseitigung sollte in der angegebenen Reihenfolge vorgegangen werden (siehe Tabelle), da die weiter unten genannten Fehler auch Folgefehler der oberen sein können. Tabelle 6-2 Fehler bei der Diagnose Testpunkt außer Stromlauf- Fehlersuche Toleranz blatt D_DONE 4 Signalisiert die erfolgreiche Initialisierung des FPGA ½ Überprüfen der Datenübertragung lt. Abschnitt 6.7.2 D_UREF 3 Zeigt die Größe der Referenzspannung 10V½Überprüfen der Versorgungsspannungen lt. Abschnitt 6.7.1 D_OSZ100 4 Funktion der 100 MHz-Referenz ½ Überprüfen von Oszillator G1 D_TEMP 5 Baugruppentemperatur in 10 mV/°C ½ Überprüfen des Sensors D_AMP 3 Ausgangspegel hinter der Endstufe ½ Überprüfen der Endstufe lt. Abschnitt 6.7.4 D_PULS 2 Pegel hinter den Schaltern, vor der Endstufe ½ Überprüfen der Schalter lt. Abschnitt 6.7.3 D_SWA 2 Summe der Steuerspannungen SW1...SW3 Puls_Low ½ Überprüfen der Treiber N1...N6 D_SWB 2 Summe der Steuerspannungen SW1...SW3 Puls_High ½ Überprüfen der Treiber N1...N6 1090.5410.00 6.7 D-1,

Pulsmodulator SML

6.7 Prüfen und Abgleichen Vorbemerkung: Zum Servicebetrieb kann die Baugruppe aus dem SML gelöst werden. Die HF-Verbindungen und die Strom- und Datenversorgung sind ausreichend lang, um alle notwendigen Meßpunkte zu erreichen. Eventuell müssen die Semi-Rigid-Leitungen durch flexible Leitungen ersetzt werden. 6.7.1 Versorgungsspannungen Vorbemerkung: Alle Versorgungsspannungen werden vom Mainboard zur Verfügung gestellt. Die 10 V-Referenzspannung wird aus der 24 V-Versorgung gewonnen. Hinweis: Falls die Spannungsversorgung des Diagnosewandlers fehlerhaft ist, diese noch vor allen weiteren Maßnahmen instandsetzen. Checkliste erneut durchgehen. Meßmittel - Digitalmultimeter Meßaufbau Messung Spannung +24 V hinter L9 / an C73 messen Spannung +12 V hinter L10 / an C19 messen Spannung –12 V hinter L11 / an C20 messen Spannung +5 V hinter L13 / an C21 messen Spannung +3,3 V hinter L14 / an C22 messen Referenzspannung +10 V an N7-6 messen Versorgung des Diagnosewandlers +3.9/-2.7 V an D5-16 und D5-7 messen. Auswertung Alle Spannungen müssen mit einer Toleranz von ±10% vorhanden sein. Die Referenzspannung sollte nicht mehr als ±1% vom Sollwert abweichen. 1090.5410.00 6.8 D-1,

SML Pulsmodulator

6.7.2 Datenübertragung Vorbemerkung: Eine detaillierte Prüfung der Datenübertragung zur Baugruppe ist nur in Verbin- dung mit einem PC mit Parallelport, einem Prüfadapter und spezieller Software möglich (Meßaufbau B). Dies ist jedoch nur erforderlich, wenn das FPGA nicht initialisiert wird. Eine einfache Kontrolle der Datenübertragung kann auch im Grundgerät erfol- gen (Meßaufbau A). Hinweis: Falls der Diagnosepunkt D_DONE nach dem Einschalten des Grundgerätes HIGH – Pegel anzeigt, kann von einer funktionierenden Datenübertragung aus- gegangen werden. Meßmittel - Digitalmultimeter, Oszilloskop Meßaufbau A Oszilloskop: Triggereingang an MS_PULS_N (X381-11) Y-Kanal nacheinander an STROBE_N (X381-12), SERDATA_N (X381-13), SERCLK_N (X381-15 Messung A Auf Vorhandensein der o.a. Signale prüfen. Signalpegel messen, Signalform kontrollieren. Dauer des Strobepulses messen. Auswertung A Unsaubere Signalpegel bzw. Signalflanken weisen auf defekte TTL- Bausteine hin. Ein zu kurzes Strobesignal (<1.5 µs) kann zu fehler- hafter Datenübernahme in das FPGA führen. Meßaufbau B PC: Parallelport über Prüfadapter mit X381 verbinden. Starten des Prüf- programms, Direct-Mode wählen. Digitalmultimeter: Logikpegel an Datenbits D8, 9, 10 messen. Messung B Senden definierter Bitmuster vom PC, Nachmessen des Logikzu- standes am entsprechenden Datenbit eines jeden Schieberegisters. Auswertung B Unterschiede zwischen gesendetem Bitmuster und gemessenen Lo- gikpegeln weisen auf defekte TTL-Bausteine hin. 1090.5410.00 6.9 D-1,

Pulsmodulator SML

6.7.3 Schalter und Treiber Vorbemerkung Zum Prüfen des Timings kann der interne Pulsgenerator verwendet werden. Darauf achten, daß der Eingang X382 mit 50 Ω abgeschlossen ist. Bei Messung des Videoübersprechens mit Oszilloskop am Ausgang X383 ebenfalls Abschlußwiderstand an den Oszilloskopbuchsen benutzen. Das Video- Übersprechen am Ausgang des Pulsmodulators ist etwa doppelt so groß wie am Ausgang SML. Hinweis: Bei zu großem Videoübersprechen ist meist das Timing der Schalter bzw. deren Ansteuerung dafür verantwortlich. Eine Verschiebung des Timings kann durch ei- ne defekte Spannungsstabilisierung (V17) des Ansteuergatters D6 verursacht werden. Um die Schalter in die in Tabelle 6-5 angegebenen Zustände Off und Ext zu versetzen, im Menü Modulation-Pulse-Pulse Source einfach Off bzw. Ext wählen. Dabei sicherstellen, daß keine externe Pulsquelle angeschlossen ist. Meßmittel - Digitalmultimeter, Oszilloskop, HF-Tastkopf Meßaufbau Oszilloskop: Triggereingang an PULSE-VIDEO (X385) Y-Eingang an X383 Digitalmultimeter: Digitalmultimeter an Pin 6/7 der Schalter Digitalmultimeter an Signal PULS_HIGH (Z1) und PULS_LOW (Z2). HF-Tastkopf: HF-Pegel hinter jedem Schalter. Messung mit Oszilloskop Peak-Peak Spannung messen. TTL-Pegel PULS_HIGH bzw. PULS_LOW prüfen. Ansteuerspannung der Schalter messen. Auswertung Zu großes Videoübersprechen (siehe Datenblatt ) deutet auf Defekte. Fehlende TTL-Pegel deuten auf Fehler in der Datenübertra- gung oder Defekte Gatter D3, D12. Ansteuerspannungen der Schalter nach Tabelle 6-5 kontrollie- ren. HF-Pegel nach Tabelle 6-5 kontrollieren. 1090.5410.00 6.10 D-1,

SML Pulsmodulator

6.7.4 Arbeitspunkt Endstufe Vorbemerkung: Die Endstufe ist ein GaAs-Fet. Bei den Messungen sind alle ESD-Maßnahmen zu beachten. Ein Kurzschließen des Gate-Anschlusses nach GND kann zur Zerstörung des Transistors führen. Hinweis: Die Endstufe ist der größte Verbraucher auf der Baugruppe. Bleibt nach 10 min. Betriebsdauer die Baugruppe Pulsmodulator kalt, kann von einem Defekt in der Endstufe ausgegangen werden. Meßmittel - Digitalmultimeter Meßaufbau Digitalmultimeter: Am Gate N8-1 U_G An Drain N8-3 U_D Am Emitter V5 U_V5 Am Emitter V1 U_V1 Messung Spannungen an den o.a. Punkten messen. Auswertung Der Drainstrom errechnet sich aus (U_V5 - U_V1)/24.2 Ω. Er soll ca. 250 mA betragen. Die Gatespannung soll ca. –1.2 V sein. Die Drainspannung soll ca. 8.8 V sein. 6.7.5 Oberwellenfilter Hinweis: Die vollständige Funktion des Oberwellenfilters kann am besten mit einem Spektrum- analysator bzw. Netzwerkanalysator überprüft werden. Zum Testen der Ansteuerung genügt ein Digitalmultimeter, Meßpunkte wie unten angeben. Meßmittel Digitalmultimeter, Spektrumanalysator Meßaufbau Digitalmultimeter: An Basis V19 An Diode V23 Pin1 und Pin2 Spektrumanalysator Pegel an X383 Messung Spannungen an den o.a. Punkten messen. Pegel an X383 Auswertung Nach Tabelle 6-5. Ausgangspegel muß bei Fout = 2.4 GHz um ca. 15 dB absinken, wenn OW_HIGH = L ist. 1090.5410.00 6.11 D-1,

Pulsmodulator SML

6.8 Tabellen und Schnittstellen 6.8.1 Liste der Diagnosepunkte Diagnosepunkte Rechner und Versorgungsspannungen: Tabelle 6-3 Diagnosepunkte Diagnosepunkt Meßpunkt Min/V Max/V Einstellung 900 D_DONE Done-Pin des FPGA 2.8 3.5 Nach Einschalten 901 D_UREF 10 V-Referenzspannung 9.9 10.1 902 D_AMP RF-Pegel nach N8 0.15 0.25 1 GHz, 10 dBm 903 D_TEMP Baugruppentemperatur01Je nach Betriebsdauer 10 mV/°C 904 D_OSC100 Pegel 100 MHz-Referenz 0.8 1.5 905 D_PULS RF-Pegel vor N8 0.01 0.05 (Signal F_Puls) 906 D_SWA Ansteuerspannung Schalter -7 -6.3 Pulse Modulation OFF 907 D_SWB Ansteuerspannung Schalter +1.5 +2.0 Pulse Modulation OFF 906 D_SWA Ansteuerspannung Schalter +1.5 +2 Pulse Modulation EXT 907 D_SWB Ansteuerspannung Schalter -7 -6.3 Pulse Modulation EXT 6.8.2 Referenzspannungen Tabelle 6-4 Referenzspannungen Spannung Meßpunkt Min/V Max/V Stromlaufblatt +UREF_10P N7 Pin 6 9.9 10.1 3 6.8.3 Arbeitspunkte und HF-Pegel von aktiven HF-Bauteilen Die angegebenen Einstellungen müssen ausgehend vom Presetzustand des Gerätes vorgenommen werden. Die Bauteile sind in der Reihenfolge, in der sie im HF-Pfad liegen, aufgeführt. Tabelle 6-5 Arbeitspunkte und Pegel Bauteil Arbeitspunkt Eingangspegel Ausgangspegel Einstellung in dBm (ca.) in dBm (ca.) S3-Pin6/7 -6.7 V/+1.6 V 11 9 Pulse Source OFF S3-Pin6/7 +1.5 V/-6.7 V 11 - Pulse Source EXT S2-Pin6/7 +1.5 V/-6.7V98Pulse Source OFF S2-Pin6/7 -6.7 V/+1.4 V - - Pulse Source EXT S1-Pin6/7 -6.7 V/+0.5V87Pulse Source OFF S1-Pin6/7 +0.8 V/-6.7 V - - Pulse Source EXT N8 8.8 V/250 mA 4 15 F = 1 GHz, Lout = 10 dBm V23 -12 V - - Fout < = 1.85 GHz V23 +0.8 V - - Fout >1.85 GHz 1090.5410.00 6.12 D-1,

SML Pulsmodulator

6.8.4 Digitale Schnittstelle In der folgenden Tabelle sind die Einstellbits für die Grundeinstellung des Gerätes (Presetzustand) auf- geführt. Die Einstellung der Bits kann größtenteils an den Schieberegisterausgängen nachgemessen werden. Die Pinbelegung ist den Stromlaufunterlagen zu entnehmen. Tabelle 6-6 Steuerbits Byte Bit Bezeichnung Funktion Preseteinstellung37EN_WR Enable Write Pulsgen 6 CTRL_2 nPROGRAM 5 CTRL_1 nCS0 4 CTRL_0 nCS 3 A3_PUM Adressen Pulsgen MSB 2 A2_PUM „ 1 A1_PUM „ 0 A0_PUM „ LSB27D7_PUM Daten Pulsgen MSB 6 D6_PUM „ 5 D5_PUM „ 4 D4_PUM „ 3 D3_PUM „ 2 D2_PUM „ 1 D1_PUM „ 0 D0_PUM „ LSB17OW_HIGH Umschalten OW-Filter 6 DIR_ONOFF Ein- /Ausschalten HF-Pfad 5 DIS_PGEN Sperrt Ausgang Pulsgen 4 RESET_N Hardwarereset FPGA 3 PUMDIAGEN Enable Diagnosemultiplexer 2 PUMDIAGA2 Adresse Diagnosepunkt MSB 1 PUMDIAGA1 „ 0 PUMDIAGA0 „ LSB 1090.5410.00 6.13 D-1,

Pulsmodulator SML

6.8.5 Externe Schnittstelle Tabelle 6-7 Externe Schnittstelle SignalRAWertebereich PT Bild Anschlußpunkt Bemerkung Name Beschreibung Nr. Vom / from Mainboard GNDIPX381.1 +24 VMIPPX381.2 Versorgung +24 V GNDIPX381.3 +12 VMIPPX381.4 Versorgung +12 V GNDIPX381.5 -12VMIPPX381.6 Versorgung –12 V GNDIPX381.7 +5 VMIPPX381.8 Versorgung +5 V GNDIPX381.9 +3VMIPPX381.10 Versorgung +3.3 V MS_PULS_NIDTTL-Pegel X381.11 Modul_Select Pulsmod/gen STROBE_NIDTTL-Pegel X381.12 Strobe SERDATA_NIDTTL-Pegel X381.13 Daten seriell EEDATABDTTL-Pegel X381.14 Daten EEPROM SERCLK_NIDTTL-Pegel X381.15 Clock seriell EECLK_NIDTTL-Pegel X381.16 Clock EEPROM V_DIAGOA-2,5 ... +2,5 V X381.18 Diagnose- Spannung X381.17/19/20 GND ZUR RÜCKWAND / to rearpanel VIDEO_OUTOATTL-Pegel X385 Pulse PULS_EXTERNIATTL-Pegel X384 Pulse Video ZUR Eichleitung / to Attenuator RF-OutOAHF-Signal X383 HF-Ausgang VOM Mainboard/OPU3 /from Main- I A HF-Signal X382 HF-Eingang board / OPU3 Eintrag in der Spalte R (Richtung): O = Ausgang I = Eingang B = Bidirektional Eintrag in der Spalte A (Art): A = Analog D = Digital P = Power Eintrag in der Spalte PT: P = Prüfwert T = Trimmwert D = Typprüfwert E = Einstellwert (Prüf- und Trimmplan) 1090.5410.00 6.14 D-1, Service Documents Pulse Modulator 1090.5410.02 Option SML-B3 Printed in the Federal Republic of Germany 1090.5410.00 1 E-1,

SML Pulse Modulator Contents

6 Pulse Modulator... 6.1 6.1 Overview... 6.1 6.2 Function Description... 6.1 6.2.1 Current Supply... 6.1 6.2.2 Pulse Generator ... 6.1 6.2.3 Pulse Modulator... 6.2 6.2.4 Control Interface... 6.2 6.3 Opening the Pulse Modulator ... 6.3 6.4 Special Measuring Instruments and Accessories... 6.4 6.5 Troubleshooting ... 6.4 6.5.1 Remark... 6.4 6.5.2 Error in the Modulator Path ... 6.5 6.5.3 Error in Pulse Generator ... 6.6 6.6 Checking the Module ... 6.7 6.7 Testing and Adjustment... 6.8 6.7.1 Supply Voltages... 6.8 6.7.2 Data Transfer ... 6.9 6.7.3 Switches and Drivers... 6.10 6.7.4 Operating Point Output Stage ... 6.11 6.7.5 Harmonics Filter ... 6.11 6.8 Tables and Interfaces... 6.12 6.8.1 List of Diagnostic Points ... 6.12 6.8.2 Reference Voltages... 6.12 6.8.3 Operating Points and RF Levels of Active RF Components ... 6.12 6.8.4 Digital Interface ... 6.13 6.8.5 External Interface ... 6.14 1090.5410.00 3 E-1,

SML Pulse Modulator

6 Pulse Modulator 6.1 Overview The option Pulse Modulator expands the modulation types of the SML by a pulse modulation with a very high dynamic range of typically 90 dB and very short pulse rise or fall times of less than 10 ns. In addi- tion, it provides a pulse generator with an adjustable pulse period of 100 ns to 85 s and a pulse duration of 20 ns to 1.34 s. An external trigger input and an extra pulse output are provided. In the RF path, the pulse modulator is located directly before the attenuator. 6.2 Function Description The Pulse Modulator consists of the components pulse generator (Xilinx-FPGA PGEN) and modulator (GaAs switches with control and RF amplifier). It is addressed by the SML via a serial control interface. Note: A block diagram is to be found on sheet 1 of the connection diagram. 6.2.1 Current Supply Circuit diagram sheet 6, 3 The pulse modulator module is supplied with current from the mainboard. The operating voltages +24 V, +12 V, -12 V, +5 V and +3 V are routed into the chambers via filter sections L9 to L14 and C73,C19 to 23 and lead-through filter Z6 to Z10. A reference voltage of +10 V is generated from the +24-V voltage using N7. 6.2.2 Pulse Generator Circuit diagram sheet 4 The pulse generator D4 generates a TTL-compatible digital signal, which is used to control the pulse modulator via logic devices D3 and D12. D3 is used to link the digital signal with internal control signals, D12 generates the complementary control signals PULS_LOW and PULS_HIGH. Via an external trigger input PULSE (X384), the pulse signal can be synchronized or linked with other clock sources. The generated pulse signal can be provided via the Pulse Output menu at the instrument connector PULSE VIDEO (X385) via buffer D11. Via input connector X384, the pulse generator can be triggered by an external signal or a modulation signal can be fed in. An input impedance of 50 Ω (jumper inserted) or 10 kΩ can be selected using jumper X5. Diode V3 is used to protect against excessive signal voltages at gate D7. The FPGA D4 is configured on power-on of the instrument. A 100-MHz reference G1 is provided on the module as time base. Jumper X6 permits to switch off the internal reference and apply an external sig- nal for servicing and testing purposes. Characteristics Pulse generator: Pulse period 400 ns to 85.9 s Pulse duration 20 ns to 1.34 s Delay 20 ns to 1.34 s Resolution 20 ns 1090.5410.00 6.1 E-1,

Pulse Modulator SML

6.2.3 Pulse Modulator Circuit diagram sheet 2, 3 The modulator switches the RF on or off by means of 3 GaAs switches S1 to S3. The negative control voltages required for control of the GaAs switches are generated by high-speed OP amps N1 to N6. V17 stabilizes the operating voltages of buffer D6. (circuit diagram sheet 2) The resulting insertion loss is compensated by a subsequent amplifier N8. The operating voltage of the GaAs Fet N8 is generated from +24V. For this purpose, a stabilized voltage of approx. 16 V is generated via R123/R199 and V5. V1 adjusts the voltage at R203 to 9V, thus deter- mining the current flowing through N8 with R31/R104. (Circuit diagram sheet 3) At the output, sufficient harmonics suppression is ensured by a filter the cutoff frequency of which can be switched between 1.9 GHz and 3.3 GHz with a pin diode V23. The switchover is performed by tran- sistor V19 via bit OW_HIGH. Characteristics Pulse modulator: Dynamic range min. 90 dB TON/OFF < 10 ns RF 9 kHz. 3.3 GHz Amplifier SHF289: UDS = 8.8 V; ID = 250 mA Gain approx. 10 dB 6.2.4 Control Interface Circuit diagram sheet 5, 6 The 20-contact multi-point connector X381-11 to 20 is used to apply the control bits via lead-through filters Z3 to 5 and Z11 to 14 to the module. When the module select signal MS_PULS_N (Low active) is applied, the data is serially read into shift registers D8 to D10 and transferred into the output registers or to the FPGA using the strobe signal STROBE_MOD. EEPROM D1 contains the version, revision and module identification. V15 is used as level converter from 3.3V5V. VDIAG_MOD takes an analog diagnostic voltage of –2.5 V to +2.5 V to the mainboard for further analy- sis. Multiplexer D5 permits to select between 8 different diagnostic points. 1090.5410.00 6.2 E-1,

SML Pulse Modulator

6.3 Removing the Pulse Modulator Caution! Make sure to observe the instructions given in the following in order not to cause damage to the instrument or endanger anybody. Please also note the general safety instructions at the beginning of this manual. To open the Pulse Modulator proceed as follows: Opening the instrument Put the instrument on end on the two handles and loosen the four screws in the instrument feet. The instrument feet can be removed now. Carefully lift off the instrument tube. The instrument is open now. Removing and opening the Loosen all plug-in connections on the module. module Unscrew RF cable from X382 / X383. Disconnect RF cable from X384 /X385. Loosen the fixing screws (Phillips) of the pulse modulator. The module can be removed now. The screening covers of the module can be unscrewed now. For troubleshooting, the module can be operated in the so-called service position. For this purpose, restore all plug-in connections and replace the RF cables by flexible ones, if necessary. Replacement Proceed in the reverse order to the steps described above. 1090.5410.00 6.3 E-1,

Pulse Modulator SML

6.4 Special Measuring Instruments and Accessories A list of the measuring instruments and accessories frequently required for the SML is to be found at the beginning of this manual. The instruments listed in the following table are required in particular for test- ing and adjustment of the Pulse Modulator. Table 6-1 Measuring instruments Item Type of instrument Specifications Suitable Order No. Use R&S device Page 10, 11, 13 1 Digital multimeter 1 mV to 100 V 0.1 mA to1A2Oscilloscope DC-100 MHz, 2 channels Sampling oscilloscope 3 Spectrum analyzer 100 Hz to 5 GHz FSB

FSBA

4 RF probe with DC 9 kHz to 3.3 GHz blocker 6.5 Troubleshooting 6.5.1 Remark Before starting troubleshooting on the pulse modulator, make sure that all supply voltages are applied properly (see section 6.6.1). Besides, check in a diagnostic measurement whether the reference volt- age is applied. For this purpose, check diagnostic point D_UREF for its nominal value (see Table sec- tion 6.7.1). The DC voltages at the test points (e.g. D_TEMP) marked with D_XXXXXXX in the connection diagram can be indicated in the SML display. For this purpose, activate the test point display in the submenu Utilities/Diag/Tpoint and enter the desired diagnostic point (see Table Diagnostic points). A complete test of all test points provided on the pulse modulator can be performed using the service program SML_SERV.EXE. Possible faults can thus be located very quickly and easily. 1090.5410.00 6.4 E-1,

SML Pulse Modulator

6.5.2 Error in the Modulator Path Settings on the SML: Modulation: Pulse:PulseSource:OFF (Preset) Error description No RF output signal, too low RF level, distorted output signal, har- monics Error cause Cabling, amplifier N8, switch S1 to 3, control / level converter N1 to 6, harmonics filter Check as follows: Check supply voltages according to section 6.7.1. Check operating point output stage N8 and control voltages of switches S1 to S3 according to Table 6-5. Check TTL level PULS_LOW, PULS_HIGH acc. to Table 6-6. Use oscilloscope or RF probe to check RF level according to Table 6-5 in section 6.8.3 Check control voltage harmonics filter according to section 6.7.5. Remedy Replace defective component / cable Error description No external pulse modulation possible, RF output signal available Error cause Cabling, input impedance, overload protection, switches S1 to 3, con- trol / level converter N1 to 6, Check as follows: Check cabling connector PULSE – X384 Jumper X5 inserted properly? (Z_in 50 Ω / 10 kΩ) Check limiting diode V3 Check data transfer according to section 6.7.2 Check PGEN according to section 6.6 Check TTL level PULS_LOW, PULS_HIGH acc. to section 6.7.3 Check control voltages S1 to 3 according to Table 6-5. Remedy Replace defective component / cable 1090.5410.00 6.5 E-1,

Pulse Modulator SML

6.5.3 Error in Pulse Generator Prerequisite: RF level is provided after the module. Settings on the SML: Modulation:Pulse:PulseSource:PulseGen Error description Pulse generator of module does not work, no signal at PULSE- VIDEO, wrong timing Error cause 100-MHz reference, faulty data Check as follows: Check the 100-MHz reference according to section 6.5 Jumper X6 present? Check cabling X385 – PULSE-VIDEO Check supply voltages (in particular 5 V) according to section 6.6.1 Check data transfer according to section 6.6.2. Remedy Replace defective component Error description Too small dynamic range, excessive pulse rise / fall times, intensive pulse compression Error cause Level converter N1 to 6, switch S1 to 3 Check as follows: Check supply voltages according to section 6.6.1 Check level converter N1 to 6 and switch to section 6.6.3 Remedy Replace defective component 1090.5410.00 6.6 E-1,

SML Pulse Modulator

6.6 Checking the Module For testing the pulse modulator, the service program is started and the pulse modulator module checked. The test points that are out of tolerance can be obtained from the error report. The table listed below indicates the possible errors. To eliminate the error, it is advisable to proceed in the order given in the table, since the errors men- tioned further below might result from those indicated above. Table 6-2 Error during diagnosis Test point out of Circuit Troubleshooting tolerance diagram sheet D_DONE 4 Signals successful initialization of the FPGA. ½ Check the data transfer according to section 6.6.2 D_UREF 3 Indicates the magnitude of the reference voltage 10V½Check the supply voltages according to section 6.6.1 D_OSZ100 4 Function of the 100-MHz reference ½ Check oscillator G1 D_TEMP 5 Module temperature 10 mV/°C ½ Check the sensor D_AMP 3 Output level after output stage ½ Check output stage according to section 6.6.4 D_PULS 2 Level after the switches, before output stage ½ Check the switches according to section 6.7.3 D_SWA 2 Sum of control voltages SW1 to SW3 Puls_Low ½ Check drivers N1 to N6 D_SWB 2 Sum of control voltages SW1 to SW3 Puls_High ½ Check drivers N1 to N6 1090.5410.00 6.7 E-1,

Pulse Modulator SML

6.7 Testing and Adjustment Preliminary remark: For service operation, the module can be taken out of the SML. The RF connections and the current and data supply are long enough to reach all the necessary test points. It may be necessary to replace the semi-rigid lines by flexible lines. 6.7.1 Supply Voltages Preliminary remark: All supply voltages are provided by the mainboard. The 10-V reference voltage is derived from the 24-V supply. Note: If the voltage supply of the diagnostic converter is faulty, repair it before taking any further measures and look through the check list again. Test equipment - Digital multimeter Test setup Measurement Measure voltage +24 V after L9 / atC73 Measure voltage +12 V after L10 / at C19 Measure voltage –12 V after L11 / C20 Measure voltage +5 V after L13 / C21 Measure voltage +3.3 V after L14 / C22 Measure reference voltage +10V at N7-6 Measure supply of diagnostic converter +3.9/-2.7V at D5-16 and D5-7 Evaluation All voltages must be provided with a tolerance of ±10%. The reference voltage should not deviate more than ±1% from the nominal value. 1090.5410.00 6.8 E-1,

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6.7.2 Data Transfer Remarks: Detailed testing of the data transfer to the module is only possible in conjunction with a PC with parallel port, a test adapter and special software (Test setup B). However, this will only be required if FPGA is not initialized. Simple testing of the data transfer is also possible in the basic instrument (Test setup A) Note: If the diagnostic point D_DONE indicates HIGH level after power-on of the basic instrument, the data transfer can be assumed to work properly. Test equipment - Digital multimeter, oscilloscope Test setup A Oscilloscope: Trigger input at MS_PULS_N (X381-11) Apply Y-channel to STROBE_N (X381-12), SERDATA_N (X381-13), SERCLK_N (X381-15) one after the other Measurement A Check whether the signals mentioned above are applied. Measure signal level, check waveform. Measure duration of strobe pulse. Evaluation A Inaccurate signal levels or signal edges point to defective TTL de- vices. A too short strobe signal (<1.5 µs) may cause a faulty data transfer into the FPGA. Test setup B PC: Connect parallel port to X381 via test adapter X381. Start the test program, select direct mode. Digital multimeter: Measure logic level at data bits D8, 9, 10. Measurement B Transmit defined bit patterns from the PC, measure the logic state at the respective data bit of each shift register. Evaluation B Differences between sent bit patterns and measured logic levels indi- cate defective TTL devices. 1090.5410.00 6.9 E-1,

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6.7.3 Switches and Drivers Remark For testing the timing, the internal pulse generator can be used. Make sure that input X382 is terminated with 50 Ω. Also use a termination at the oscilloscope connectors when measuring at output X383 with the oscilloscope. The video crosstalk at the output of the pulse modulator is about twice as high as at the output SML. Note: Excessive video crosstalk is in most cases due to the timing of the switches or their control. The timing may have been shifted because of a defective voltage stabilization (V17) of control gate D6. To set the switches to OFF and EXT as indicated in Table 6-5, simply select OFF or EXT in the menu Modulation- Pulse-Pulse Source. Make sure that no external pulse source is connected. Test equipment - Digital multimeter, oscilloscope, RF probe Test setup Oscilloscope: Trigger input to PULSE VIDEO (X385) Y-input to X383 Digital multimeter: Digital multimeter to pin 6/7 of the switches Digital multimeter to signal PULS_HIGH (Z1) and PULS_LOW (Z2) RF probe: RF level after each switch Measurement Use the oscilloscope to measure the peak-to-peak voltage Check TTL level PULS_HIGH or PULS_LOW Measure control voltage of the switches Evaluation Excessive video crosstalk (s. data sheet)indicates defective, missing TTL levels indicate faults in the data transfer or defective gates D3,D12 Check control voltages of the switches according to Table 6-5 Op- erating points an Check RF level according to Table 6-5. 1090.5410.00 6.10 E-1,

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6.7.4 Operating Point Output Stage Remark: The output stage is a GaAs Fet. During the measurements, observe all ESD measures. Short-circuiting of the gate terminal after GND may cause the tran- sistor to be destroyed. Note: The output stage constitutes the biggest load on the module. If the pulse modu- lator module remains cold after an operating time of 10 minutes, a fault in the output stage can be assumed. Test equipment - Digital multimeter Test setup Digital multimeter: At Gate N8-1 U_G At Drain N8-3 U_D At Emitter V5 U_V5 At Emitter V1 U_V1 Measurement Measure voltages at the points given above Evaluation The drain current results from (U_V5 - U_V1)/24.2 Ω. It should be approx. 250 mA. The gate voltage should be approx. –1.2 V. The drain voltage should be approx. 8.8 V. 6.7.5 Harmonics Filter Note: Complete functioning of the harmonics filter can best be checked using a spectrum analyzer or network analyzer. A digital multimeter is sufficient for testing the control, test points as indicated below. Test equipment Digital multimeter, spectrum analyzer Test setup Digital multimeter: At base V19 At diode V23 pin1 and pin2 Spectrum analyzer Level at X383 Measurement Measure voltages at the points given above Level at X383 Evaluation Refer to Table 6-5 Output level must drop by approx. 15 dB at Fout = 2.4G Hz when OW_HIGH = L 1090.5410.00 6.11 E-1,

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6.8 Tables and Interfaces 6.8.1 List of Diagnostic Points Diagnostic points computer and supply voltages: Table 6-3 Diagnostic points Diagnostic point Test point Min./V Max./V Setting 900 D_DONE Done pin of FPGA 2.8 3.5 after switch-on 901 D_UREF 10-V reference voltage 9.9 10.1 902 D_AMP RF level after N8 0.15 0.25 1 GHz, 10 dBm 903 D_TEMP Module temperature01Depending on operating 10 mV/°C time 904 D_OSC100 Level 100MHz reference 0.8 1.5 905 D_PULS RF level before N8 0.01 0.05 (Signal F_Puls) 906 D_SWA Control voltage switch -7 -6.3 Pulse Modulation OFF 907 D_SWB Control voltage switch +1.5 +2.0 Pulse Modulation OFF 906 D_SWA Control voltage switch +1.5 +2 Pulse Modulation EXT 907 D_SWB Control voltage switch -7 -6.3 Pulse Modulation EXT 6.8.2 Reference Voltages Table 6-4 Reference voltages Voltage Test point Min/V Max/V Circuit diagram sheet +UREF_10P N7 Pin 6 9.9 10.1 3 6.8.3 Operating Points and RF Levels of Active RF Components The given settings must be made with the instrument in the Preset condition. The components are listed in the order in which they are to be found in the RF path. Table 6-5 Operating points and levels Component Operating point Input level in Output level in Setting dBm (approx.) dBm (approx.) S3-Pin6/7 -6.7 V/+1.6 V 11 9 Pulse Source OFF S3-Pin6/7 +1.5 V/-6.7 V 11 - Pulse Source EXT S2-Pin6/7 +1.5 V/-6.7V98Pulse Source OFF S2-Pin6/7 -6.7 V/+1.4 V - - Pulse Source EXT S1-Pin6/7 -6.7 V/+0.5V87Pulse Source OFF S1-Pin6/7 +0.8 V/-6.7 V - - Pulse Source EXT N8 8.8 V/250 mA 4 15 F = 1GHz, Lout = 10dBm V23 -12 V - - Fout < = 1.85 GHz V23 +0.8 V - - Fout >1.85 GHz 1090.5410.00 6.12 E-1,

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6.8.4 Digital Interface The following table lists the setting bits for the default setting of the instrument (preset condition). The setting of the bits can be measured at the shift register outputs to a large extent. The pin assignment is to be obtained from the circuit diagrams. Table 6-6 Control bits Byte Bit Designation Function Preset37EN_WR Enable Write Pulsgen 6 CTRL_2 nPROGRAM 5 CTRL_1 nCS0 4 CTRL_0 nCS 3 A3_PUM Addresses Pulsgen MSB 2 A2_PUM „ 1 A1_PUM „ 0 A0_PUM „ LSB27D7_PUM Data Pulsgen MSB 6 D6_PUM „ 5 D5_PUM „ 4 D4_PUM „ 3 D3_PUM „ 2 D2_PUM „ 1 D1_PUM „ 0 D0_PUM „ LSB17OW_HIGH Switchover harmonics filter 6 DIR_ONOFF Switch-on/off RF path 5 DIS_PGEN Disables output Pulsgen 4 RESET_N Hardware reset FPGA 3 PUMDIAGEN Enable diagnostic multiplexer 2 PUMDIAGA2 Address diagnostic point MSB 1 PUMDIAGA1 „ 0 PUMDIAGA0 „ LSB 1090.5410.00 6.13 E-1,

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6.8.5 External Interface Table 6-7 External Interface SignalRAValue range PT Fig. Terminal Remark Name Description No. Vom / from Mainboard GNDIPX381.1 +24 VMIPPX381.2 Supply +24 V GNDIPX381.3 +12 VMIPPX381.4 Supply +12 V GNDIPX381.5 -12VMIPPX381.6 Supply –12 V GNDIPX381.7 +5 VMIPPX381.8 Supply +5 V GNDIPX381.9 +3VMIPPX381.10 Supply +3.3 V MS_PULS_NIDTTL level X381.11 Modul_Select Pulsemod/gen STROBE_NIDTTL level X381.12 Strobe SERDATA_NIDTTL level X381.13 Data serial EEDATABDTTL level X381.14 Data EEPROM SERCLK_NIDTTL level X381.15 Clock serial EECLK_NIDTTL level X381.16 Clock EEPROM V_DIAGOA-2.5 to +2.5 V X381.18 Diagnostic voltage X381.17/19/20 GND ZUR RÜCKWAND / to rearpanel VIDEO_OUTOATTL level X385 Pulse PULS_EXTERNIATTL level X384 Pulse Video ZUR Eichleitung / to Attenuator RF-OutOARF signal X383 RF output VOM Mainboard/OPU3 /from Main- I A RF signal X382 RF input board / OPU3 Entry in column R (direction): O = Output I = Input B = Bidirectional Entry in column A (type): A = Analog D = Digital P = Power Entry in column PT: P = Test value T = Trim value D = Type test value E = setting value (Test and trim plan) 1090.5410.00 6.14 E-1,

Serviceunterlagen Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz

1090.4007.00 ENGLISH SERVICE MANUAL FOLLOWS FIRST COLOURED DEVIDER Printed in the Federal Republic of Germany 1090.4007.00 1 D-2,

SML Ausgangsteil Inhaltsverzeichnis

7 Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz... 7.3 7.1 Übersicht ... 7.3 7.2 Funktionsbeschreibung... 7.3 7.2.1 Steuerschnittstelle und 30-V-Generator (Stromlaufblatt 2) ... 7.5 7.2.2 Schieberegister & EEPROM (Stromlaufblatt 3) ... 7.6 7.2.3 Diagnosemultiplexer, Temperatursensor, ... (Stromlaufblatt 4) ... 7.7 7.2.4 Spannungsregelung (Stromlaufblatt 5) ... 7.8 7.2.5 D/A-Umsetzer (Stromlaufblatt 6)... 7.8 7.2.6 GaAs-FET-Schalter (Stromlaufblatt 7 und 20)... 7.8 7.2.7 SRD-Vervielfacher (Stromlaufblatt 8) ... 7.9 7.2.8 Durchstimmbares Bandfilter (Stromlaufblatt 9 bis 15) ... 7.9 7.2.9 RF Level Preset (Stromlaufblatt 16)... 7.10 7.2.10 Amplitudenmodulator (Stromlaufblatt 17 und 18) ... 7.10 7.2.11 Ausgangsstufe (Stromlaufblatt 19) ... 7.11 7.2.12 Ausgangstiefpaß, Richtkoppler (Stromlaufblatt 20) ... 7.11 7.2.13 Pegeldetektor (Stromlaufblatt 21) ... 7.11 7.2.14 ALC (Stromlaufblatt 22) ... 7.12 7.3 Öffnen des Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz... 7.13 7.4 Spezielle Meßgeräte und Hilfsmittel ... 7.15 7.5 Fehlersuche... 7.16 7.5.1 Vorbemerkung ... 7.16 7.5.2 Das Service-Programm ... 7.17 7.5.3 Beginn der Fehlersuche... 7.22 7.5.4 Fehler in den Versorgungsspannungen (Stromlaufblatt 5) ... 7.24 7.5.5 Fehler bei der Datenübertragung (Stromlaufblatt 2) ... 7.25 7.5.6 Fehler in der Überbrückungsleitung (Stromlaufblatt 7 und 20)... 7.26 7.5.7 Fehler im Kammgenerator (Stromlaufblatt 8) ... 7.26 7.5.8 Fehler in den Bandpassfiltern (Stromlaufblatt 9 bis 15)... 7.29 7.5.9 Fehler im RF-Preset (Stromlaufblatt 16)... 7.31 7.5.10 Fehler im AM-Modulator (Stromlaufblatt 17 und 18)... 7.33 7.5.11 Fehler in der Endstufe (Stromlaufblatt 19 und 20) ... 7.34 7.5.12 Fehler im Detektor (Stromlaufblatt 21)... 7.35 7.5.13 Fehler in der ALC (Stromlaufblatt 22) ... 7.35 1090.4007.00 7.1 D-2,

Ausgangsteil SML

7.6 Tabellen und Schnittstellen... 7.37 7.6.1 Liste der Diagnosepunkte ... 7.37 7.6.2 Arbeitspunkte und HF-Pegel von aktiven HF-Bauteilen ... 7.38 7.6.3 Stromaufnahme ... 7.39 7.6.4 Digitale Schnittstelle... 7.40 7.6.5 Externe Schnittstellen ... 7.42 7.7 Glossar ... 7.43 7.8 Index ... 7.44 1090.4007.00 7.2 D-2,

SML Ausgangsteil

7 Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz 7.1 Übersicht Das Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz erweitert in den Messsendern SML, SMV und SFL-S den Frequenzbe- reich des SML-Mainboards (9 kHz ...1.210,5 MHz) um den Bereich 1.210,5 MHz bis 3.300 MHz. Als Eingangssignal dient hierfür der Frequenzbereich von etwa 600 MHz bis 900 MHz aus dem OPU1 auf dem SML-Mainboard. Das Modul Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz (kurz OPU3) ist mittels zweier GaAs- FET-Schalter-ICs für den Frequenzbereich 9 kHz bis 1.210,5 MHz überbrückbar. Dem Ausgang des Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz folgt bei den Messendern SML03, SMV, SFL-S eine elektronische Eichlei- tung in 3,3-GHz-Version oder eine in 2,2-GHz-Version in den Messsendern SML01, SML02: Modell Einsatzfall Bemerkung SML 02 Einsatz bis 2,2 GHz mit 2,2 GHz Eichleitung OPU3 vollständig benutzt SML 03 Einsatz bis 3,3 GHz mit 3,3 GHz Eichleitung OPU3 vollständig benutzt SMV Einsatz zusammen mit I/Q-Modulator (Var. 04) OPU3 vollständig benutzt bis 3,3 GHz mit 3,3 GHz Eichleitung SFL-S Einsatz zusammen mit I/Q-Modulator (Var. 02) OPU3 nur bis X324 benutzt bis 3,3 GHz mit 3,3 GHz Eichleitung Endstufe inaktiv geschaltet Die eingesetzten Versionen des Ausgangsteils 2 GHz / 3 GHz (OPU3) sind: Änderungszustand Bemerkung 04.xx enthält keinen DC/DC-Wandler zur Abstimmspannungserzeugung für die Bandpass- filter 07.xx enthält einen DC/DC-Wandler, um +30 V für die Abstimmung der Bandpassfilter zu erzeugen 7.2 Funktionsbeschreibung Die Baugruppe Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz (Output Unit 2 GHz / 3 GHz, kurz OPU3) besteht im we- sentlichen aus den Blöcken Kammgenerator mit Step Recovery Diode (SRD) , Bandpassfilter zur Aus- siebung der gewünschten Oberwelle, RF-Preset, AM-Modulator und 3,3-GHz-Ausgangsverstärker. Eine Reihe von RF-Schaltern sorgen dafür, dass die Baugruppe für Frequenzen zwischen 9 kHz und 1210,5 MHz überbrückt werden kann (Überbrückungsleitung). Für den Anschluss des externen I/Q-Modulators in den Messendern SMV und SFL-S lässt sich der AM-Modulator und der SRD-Vervielfacher umgehen (Umwegleitung RF1200). Das Modul wird über die übliche serielle Steuerschnittstelle mit Modul-Select-Signal vom SML- Mainboard angesprochen. 1090.4007.00 7.3 D-2,

Ausgangsteil SML

Nachfolgend ist ein vereinfachtes Blockschaltbild gezeigt: Tune-BP RF_IN RF_OUT X322 SRD Preset AM PA 3.5 GHz X323 250...1200 MHz (an I/Q-Modulator)

ALC

X324 X325 nach von I/Q-Modulator 9 kHz...1200 MHz (OPU3 überbrückt) 7BM3 - Gregor Kleine, 26.10.99 Bild 7.2 Vereinfachtes Blockschaltbild des Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz Hinweis: Ein ausführliches Blockschaltbild befindet sich auf Blatt 1 des Stromlauf 1090.4007.01S. Die Vervielfachung geschieht mit Hilfe einer Step-Recovery-Diode, deren 2fache, 3fache und 4fache Oberschwingung nach folgendem Schema genutzt werden: Tabelle 7-1 Frequenzschema des Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz n Eingangsfrequenz Ausgangsfrequenz 2 605,25 ... 909 MHz 1210,5 ... 1818 MHz 3 606 ... 885 MHz 1818 ... 2655 MHz 4 663,75 ... 825 MHz 2655 ... 3300 MHz Die Auswahl der gewünschten Spektrallinie erfolgt durch ein abstimmbares dreistufiges Bandfilter, wel- ches auf die gewünschte Frequenz anhand von im Gerät abgelegten Kalibrierwerten über einen D/A- Umsetzer eingestellt werden kann. Dieses Filter unterdrückt unerwünschte Nebenlinien, d. h. benach- barte Spektrallinien aus der Step-Recovery-Diode, auf unter -60 dBc. Die Filterfrequenzbereiche sind wie folgt festgelegt: Tabelle 7-2 Filterfrequenzbereiche Filter Frequenzbereich 1 1210,5... 2200 MHz 2 2200 ... 2800 MHz 3 2800 ... 3300 MHz Es folgt ein Level-Preset-Stellglied, das zum Ausgleich der auftretenden Pegelschwankungen dient, damit der nachgeschaltete Amplitudenmodulator immer in seinem optimalen Arbeitspunkt betrieben werden kann. Eine intern ablaufende Kalibrierroutine LEVEL PRESET ermittelt die Einstellwerte des DAC´s für das Presetstellglied (V_PRESET). Die nun folgende Modulationsstufe kann zwischen dem internen AM-Modulator und einem extern zuzu- schaltenden I/Q-Modulator (IQMOD, 2084.4692.xx bzw. 2084.5218.xx) umgeschaltet werden. Der in- terne AM-Modulator besitzt eine Dynamik von ca. 45 dB sowie geringe synchrone Phasenmodulation. Der Ausgangsverstärker muß aufgrund der großen Einfügedämpfung der nachfolgenden Schaltungs- teile (vor allem der extern nachgeschalteten Eichleitung) einen sehr hohen Ausgangspegel von bis zu +27 dBm liefern. 1090.4007.00 7.4 D-2,

SML Ausgangsteil

Nach einer Tiefpassfilterung mit einer Grenzfrequenz von ca. 3,5 GHz dient ein Richtkoppler als Meß- punkt für die Pegelregelung (ALC). Abschließend folgt der zweite GaAs-Schalter der Überbrückungslei- tung. Der Detektor mit ca. 30 dB linearer Dynamik dient in Verbindung mit einer ALC-Regelung zur Einstel- lung des genauen Ausgangspegels sowie zur Erzeugung der AM. Die Linearität des Detektors wird e- benfalls über einen D/A-Umsetzer frequenzabhängig mit abgespeicherten Kalibrierdaten optimal einge- stellt, um die 25 dB unterbrechungsfreie Pegelabsenkung möglich zu machen. Der Pegel-Führungswert (incl. AM-Modulationssignal) wird vom Mainboard des SML zur Verfügung gestellt. 7.2.1 Steuerschnittstelle und 30-V-Generator (Stromlaufblatt 2) Stecker X321 stellt für den OPU3 die Betriebsspannungen, die digitalen Steuersignale (vergl. Abschnitt 7.2.2) und einige spezielle Steuerleitungen zur Verfügung. Die fünf Betriebsspannungen sind mit ausreichend dimensionierten Drosseln und Elkos gesiebt, bevor mit Durchführungsfiltern die Verschleppung von RF-Resten verhindert wird. Die digitalen Steuersignale MS_OPU3_N, STROBE_N, SERDATA_N, EEDATA, SERCLK_N und EECLK_N werden im folgenden Abschnitt näher erläutert. Ausgangssignal MI_ALC2 ist ein Interrupt-Signal, welches mit einem High-Logikpegel (+3,3 V) anzeigt, dass die Pegelregelung (ALC) den Ausgangspegel nicht mehr aufrecht erhalten kann. V_DIAG führt eine analoge Diagnosespannung von -2,5 V...+2,5 V zur weiteren Auswertung auf das SML-Mainboard. Die Multiplexer D3 und D4 ermöglichen die Auswahl unter 16 verschiedenen Diagno- sepunkten. Da V_DIAG eine gemeinsame Leitung aller Module im Messender SML, SMV oder SFL-S ist, darf jeweils nur ein Messpunkt durchgeschaltet sein. Alle anderen Module schalten ihre Diagnose- multiplexer dann hochohmig. Das BLANK-Signal dient zurm schnellen Austasten des RF-Ausgangspegels im Falle von Frequenz- oder RF-Pegeländerungen. Der Pegelführungswert kommt über den Anschluß LEV_EXT in den OPU3 und dient sowohl zur Pegel- stellung als auch zur AM-Modulation mit einer AF-Bandbreite von 50 kHz. Die DC-Lage von LEV_EXT ist zwischen0Vund -5V. Um ggfs. eine höher Abstimmspannung für die Bandpassfilterabstimmung zur Verfügung zu haben, ist im OPU3 ein 30-V-DC/DC-Wandler vorgesehen, der aber zunächst nicht bestückt ist der ab Änderungs- zustand 07.00 bestückt ist. Er besteht aus dem Step-Up-Schaltregler U4 und ist mit den vor und nach- geschalteten LC-Gliedern wirksam entkoppelt, um Störspannungen aus dem Signalverarbeitungsteil des OPU3 fernzuhalten. 1090.4007.00 7.5 D-2,

Ausgangsteil SML

7.2.2 Schieberegister & EEPROM (Stromlaufblatt 3) Die Einstellungen des OPU3 werden mithilfe einer Schieberegisterkette vorgenommen. Über die 26pol. Steckerleiste X321 werden dazu die Signale SERDATA_N, SERCLK_N und STROBE_N auf die Bau- gruppe geführt. Da SERDATA_N, SERCLK_N und STROBE_N zu mehreren mainboardexternen Bau- gruppen des SML führen, gibt es noch ein baugruppenspezifisches Modul-Select-Signal MS_OPU3_N, das die Durchschaltung der drei Signale mittels NOR-Gatter D2 bewirkt. Über die Durchführungsfilter Z4, Z6 und Z8 gelangen die Signale DATA, WR und CLK an die Schieberegister D8 ... D12 und den 12-Bit-DAC D13. Bei Anliegen des Modul-Select-Signales MS_OPU3_N (Low-aktiv) werden die Daten seriell in die Schieberegister D8...D12 und den 12-Bit-DAC D13 eingelesen und mit dem Strobe-Signal STROBE_N in die Ausgangsregister übernommen. Abschnitt 7.6.4 listet in Tabelle 7-18 die Bits mit ihren Funktionen auf. D1 ist das EEPROM, das die Baugruppendaten (Baugruppenkennung OPU3, Serien-Nr., Änderungs- zustand, Variante und sonstigen Fertigungsdaten) sowie die Kalibrierdaten hält. Die Steckbrücken X1 und X2 erlauben ggfs. den direkten Zugriff aufs EEPROM via I2C-Bus (SCL und SDA). Die Signalleitung EEDATA führt sowohl die Lese- als auch die Schreibdaten (bidirektional). Der SDA-Ausgang des EEPROMs ist vom Typ Open-Drain und gelangt direkt an die Schnittstelle X321. Ein gemeinsamer Pull- Up-Widerstand für die Leitung EEDATA ist auf dem Mainboard des SML vorhanden. SCL ist der Clo- ckeingang, mit dem Daten in den Baustein hinein- bzw. herausgetaktet werden. Er wird über NOR- Gatter D2 mit dem Modul-Select-Signal MS_OPU3_N maskiert, sodass nur beim Zugriff auf den OPU3 ein I2C-Taktsignal an das EEPROM gelangt. MS_OPU3_N Strobe_N 1 Strobe SERDATA_N 1 Data 1 Clock SERCLK_N EECLK_N 1 HCT EEDATA Dat Clock

EEPROM

Bild 7.2.2 Serielle Datenschnittstelle des Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz 1090.4007.00 7.6 D-2,

SML Ausgangsteil

7.2.3 Diagnosemultiplexer, Temperatursensor, ... (Stromlaufblatt 4) Der Diagnosemultiplexer D3 und D4 dient zur Auswahl einer von 16 Diagnosespannungen. Die Signale DMUX0_ON und DMUX1_ON wählen den entsprechenden 8-Bit-Multiplexer aus. Die Inverter D5 in diesen Leitungen sorgen dafür, daß nach einem Power-Up und vor Initialisierung der Schieberegister- kette weder D3 noch D4 aktiviert werden, da auf der Leitung V_DIAGVD alle Diagnosespannungen - auch anderer Module - zum Mainboard laufen. D3 und D4 werden an der +3,3-V-Versorgung und an einer negativen Versorgungsspannung von ca. -2,7 V betrieben, die mit der Zener-Diode V46 und Vor- widerstand R246 erzeugt wird. Der Temperatursensor U5 misst die Modul-Innentemperatur und gibt sie via D_TEMP mit 10 mV/oC aus. Beispiel: +40 oC entspricht 0,40 V auf D_TEMP. Die Logik um BLANK, BLANK_ENA, BLANK_NORM und LEV_OFF sorgen für die Trägerabschaltung. LEV_OFF schaltet bei High den Träger ab, wenn entweder BLANK_ENA = 0 ist. Bei BLANK_ENA = 1 wirkt der BLANK-Eingang: Bei BLANK_NORM = 0 schaltet LEV_OFF nur dann ab, wenn der Eingang BLANK auf 0 steht. Bei BLANK_NORM = 1 schaltet LEV_OFF nur dann ab, wenn der Eingang BLANK auf 1 steht. Tabelle 7-3 Zusammenspiel der BLANK-Signale mit LEV_OFF und KLEMM_DOWN BLANK BLANK_E BLANK_NO LEV_OF KLEMM_DOW Bemerkung NA RMFNx0x00x0x11wenn BLANK_ENA = 0, dann wirkt LEV_OFF direkt0100001011wenn BLANK_ENA = 1 und BLANK_NORM = 0, dann wirkt LEV_OFF = 1 nur bei BLANK = 011000110100110001110wenn BLANK_ENA = 1 und BLANK_NORM = 1, dann wirkt LEV_OFF = 1 nur bei BLANK = 11110011111Die Schaltung um Komparator U3 dient zur Überwachung der ALC-Amplituden-Regelschleife: Steigt die Stellspannung V_AMOD (vergl. Blatt 22) über +9,4 V, so geht Ausgangspin 1 von U3 auf0Vund über D5 wird zeitverzögert mit RC-Glied R102, C8 das Interruptsignal ALC_INT ausgelöst. High-Pegel (+3,3 V) zeigt den Interrupt an. Falls also die Regelschleife nicht mehr nachregeln kann, gibt es über den Interrupt eine Meldung an den Prozessor auf dem SML-Mainboard. 1090.4007.00 7.7 D-2,

Ausgangsteil SML

7.2.4 Spannungsregelung (Stromlaufblatt 5) N11 stellt für alle internen Spannungsregler eine präzise, abgleichfreie Referenzspannung von +10,0 V zur Verfügung. Nach Pufferung mit N29 gelangt diese auf die fünf Regler für die internen Betriebs- und Referenzspannungen. An X5 lassen sich diese Spannungen zentral nachmessen. Tabelle 7-7 in Ab- schnitt 7.5.4 gibt die Sollwerte wieder. Des weiteren können alle fünf intern erzeugten Versorgungsspannungen auch mithilfe des Diagnose- multiplexers gemessen werden, wobei sie aber mittels Spannungsteilern in den V_DIAG- Spannungsbereich von -2,5 V bis + 2,5 V heruntergeteilt werden. Bei Anzeige über das Display des SML werden diese Teilungsfaktoren aber wieder eingerechnet (siehe Abschnitt 7.5.1). Am Kollektor von V106 wird mittels der zwei Vorwiderstände R276 und R121 die +24-V-Spannung zur thermischen Entlastung des Transistors herabgesetzt. Die Kollektorspannung von V106 sollte aber stets um1Vbis2Vüber der +17,5-V-Ausgangsspannung des +17-V-Reglers liegen. 7.2.5 D/A-Umsetzer (Stromlaufblatt 6) Die D/A-Umsetzer U1, U2 und D13 (s. Blatt 3) erzeugen die Steuerspannungen für die abstimmbaren Bandpässe (Blatt 10-15), die Detektor-Linearisierung (Blatt 21) und den PIN-Dioden-Preset-Steller (sie- he Blatt 16). In den Abschnitten 7.5.8, 7.5.12 bzw. 7.5.9 sind die Ausgangsspannungen dieser drei DAC-Stufen zur Fehlersuche angegeben. 7.2.6 GaAs-FET-Schalter (Stromlaufblatt 7 und 20) Der GaAs-FET-Schalter D15 (Stromlauf Blatt 7) und sein Gegenstück D18 (Blatt 20) schalten Ein- gangsbuchse X322 und Ausgangsbuchse X323 über die gesperrten Kurzschließerdioden V83 und V84 direkt zusammen, um für den Frequenzbereich 9 kHz bis 1210,5 MHz einen Weg zum RF-Ausgang zu schaffen. C167 und C170 sorgen für die notwendige DC-Trennung und sind mit den Leitungsstücken L91, L134 bzw. L137, L93 an 50 Ohm angepasst. L136 dient zur Anpassung der Dioden V83 und V84. Die Ansteuerspannungen der RF-Schalter D15 und D18 - gemessen auf den Steuerleitungen +8V_BRIDGED und -8V_BRIDGED - liegen bei +4,2 V und -8,2 V. Wenn eine der Leitungen auf +4,2 V liegt, so führt die andere -8,2 V. Beim Umschalten wechseln diese Potentiale die Leitung. Diese beiden Spannungswerte kommen von den OpAmps N7 und sind an deren Ausgängen ebenfalls messbar: N7.7. +8,0 V, N7.1: -8,2 V. Im Betriebsfall des OPU3 geht der Weg über RF1 zum Step-Recovery-Vervielfacher (siehe nachfolgen- den Abschnitt). Die PIN-Dioden V83 und V84 schließen den direkten Weg kurz, damit kein Überspre- chen vom RF-Eingang X322 auf den RF-Ausgang X323 stattfindet. Diese Kurzschließerdioden werden von N24 angesteuert. Im Betriebszustand OPU3 überbrückt misst man an C289 eine Spannung von etwa -9,5 V. Bei OPU3 aktiv sind es +8,1 V Der Eingangspegel bei aktivem OPU3 beträgt ca. +15 dBm, da der 1,2-GHz-Ausgangsteil des SML- Mainboards (= OPU1) auf diesen Wert geklemmt ist. 1090.4007.00 7.8 D-2,

SML Ausgangsteil

7.2.7 SRD-Vervielfacher (Stromlaufblatt 8) Das RF1-Signal wird mit dem PIN-Diodenschalter V1, V2, V4 bis V7 entweder auf die Umwegleitung RF1200 geschaltet, die Vervielfacher und Bandpassfilter umgeht, oder auf den Step-Recovery-Dioden- Vervielfacher mit Verstärker N22 und SRD-Diode V31. Die Leitung RF1200 erlaubt, Signale mit 250...1210,5 MHz auf die Anschlüsse des externen I/Q-Modulators (2084.4692.xx bzw. 2084.5218.xx) ohne Vervielfachung und Bandpassfilterung durchzuschalten. Bei Vervielfacherbetrieb verstärkt N22 das Eingangssignal (ca. 600...900 MHz) auf ca. +18 dBm und gibt dieses auf die breitbandig angepaßte SR-Diode V31. Ein Hochpaß (... L39, L62, ...) unterdrückt die Grundschwingung. Der Equalizer C41/L12 hebt die hohen Vielfachen im Pegel etwas an, damit alle Frequenzlinien (n = 2, n = 3 und n = 4) ungefähr gleichstark mit 0...+5 dBm zu den Bandpässen gelan- gen. Das Kammspektrum von V31 ist an X9 messbar, wenn X13 auf 1-4 umgelötet wird. Der Transistor V67 stellt die +7-V-Betriebsspannung für die MMIC-RF-Verstärker N22 (SRD- Vervielfacher, Blatt 8), N19 (AM-Modulator, Blatt 17) und N20 (Endstufe, Blatt 18) bereit. Über D_+7 kann diese interne Betriebsspannung von aussen gemessen werden. 7.2.8 Durchstimmbares Bandfilter (Stromlaufblatt 9 bis 15) Über die PIN-Schalter V8, V9, ... und V41, V42, ... wird das Kammspektrum auf die drei durchstimmba- ren Bandpaßfilter verteilt. Die PIN-Dioden werden von den Treibern N32 durchgesteuert. Zur Aktivierung des zugehörigen Bandpassfilterzweiges sind die Leitungen PIN_BP1, PIN_BP2 und PIN_BP3 auf die in Tabelle 7-10 im Abschnitt 7.5.8 aufgeführten Spannungen geschaltet. Im Fehlerfalle empfiehlt es sich, auch die Spannungen an den PIN-Dioden selbst zu kontrollieren. Eine durchgeschaltete Diode hat zwischen Anode und Kathode rund 0,7 V Spannungsabfall, während eine gesperrte Diode zwischen Kathode und Anode mehrere Volt Sperrspannung aufweisen muss. Bei kaskadierten PIN-Dioden ergeben sich im leitenden Fall also Vielfache von 0,7 V. Die Verteilung des Frequenzbandes 1,2 GHz bis 3,3 GHz auf die drei Teilfilter ist wie folgt: Tabelle 7-4 Filterfrequenzbereiche Filter Frequenzbereich 1 1200 ... 2200 MHz 2 2200 ... 2800 MHz 3 2800 ... 3300 MHz Jeder Bandpaßfilterzweig beginnt mit einem Equalizer (z.B. L49, C214, L48, C213), der den Frequenz- gang der Streifenleitungsbandpässe im jeweiligen Abstimmbereich verringert. Es folgt ein dreikreisiger Streifenleitungsbandpass, dem ein Verstärker (z.B. N23) nachgeschaltet ist. Diese Anordnung wieder- holt sich je Filterzweig dreimal, wobei die letzte Filterstufe keinen Verstärker mehr aufweist. Stattdessen gibt es einen gemeinsamen Verstärker N14 (Blatt 16) hinter dem ausgangsseitigen PIN-Diodenschalter. Über die Transistoren V71, V70, ... sind immer nur die Verstärker des gerade gewählten Filterzweiges eingeschaltet. Welcher Filterzweig eingeschaltet ist, läßt sich einfach durch Messung der DC-Spannung am Ausgang der beiden MMIC-Verstärker innerhalb Filterzweiges nachprüfen: An den Drosseln L70, L68, ... dieser MMICs müssen im eingeschalteten Fall etwa +3 V bis +3,5 V zu messen sein. Abge- schaltete Filterzweige haben hier stets 0 V. Die Filtercharakteristik der drei Bandpaßfilter und die korrekte Abstimmung auf die am SML eingestellte Frequenz läßt sich über die SMP-Buchsen X9 und X10 messen, wenn die Lötbrücken X13 (Blatt 8) auf 2-3 und X14 (Blatt 16) auf 1-4 umgelötet sind. 1090.4007.00 7.9 D-2,

Ausgangsteil SML

7.2.9 RF Level Preset (Stromlaufblatt 16) Der PIN-Diodensteller V54/V57 dient als variables Dämpfungsglied mit ca. 20 dB Dynamik. Der von der Stromquelle V40 gelieferte, temperaturstabilisierte Strom wird mittels des Differenzverstärkers V73 ab- hängig von der Spannung V_PRESET auf den PIN-Modulator bzw. auf die Diode V52 aufgeteilt. Das Preset-Stellglied dient dazu, den AM-Modulator (Blatt 17) trotz Pegelschwankung der einzelnen Kamm- frequenzlinien und Verstärkungsschwankungen in den drei Bandpassfilterzweigen über der Frequenz immer im optimalen Arbeitspunkt zu betreiben. SML-intern Intern abgelegte Kalibrierwerte stellen über den oben beschriebenen DAC die Spannung V_PRESET so ein, dass der AM-Modulator stets rund 14 dB unterhalb seiner Minimaldämpfung ausgesteuert ist. In diesem Arbeitspunkt stellt die RF-Level- Preset-Stufe dann den Pegel so ein, dass der gewünschte RF-Ausgangspegelwert des SML Messsen- ders erreicht wird. Die Ansteuerung des Preset-Stellgliedes erfolgt über die Spanung V_PRESET, die aus dem 12-Bit-DAC D13 (Blatt 3) und dem zur Pegelverschiebung nachgeschalteten OpAmp N1 (Blatt 6) kommt. Der Span- nungsbereich von V_PRESET liegt zwischen +2,5 V und +4,5 V (vergl. Abschnitt 7.2.9). Hinter dem PRESET-Steller kommt über PIN-Schalter V81, V82, ... die Umwegleitung RF1200 wieder in den Signalweg, die es erlaubt, die Vervielfacherstufe mit nachfolgendem Bandfilter zu umgehen (vergl. Blockschaltbild). Sie führt die Signale mit den Frequenzen zwischen 250 MHz und 1210,5 MHz auf X324 und darüber bei angeschlossenem in den Messsendern SMV und SFL-S auf den IQ-Modulator (2084.4692.xx bzw. 2084.5218.xx) (siehe Blatt 17 des Stromlaufes). Hier ist der Eingang des IQ- Modulators angeschlossen. 7.2.10 Amplitudenmodulator (Stromlaufblatt 17 und 18) Der PIN-Modulator V153 - V158 dient als variables Dämpfungsglied mit ca. 45 dB Dynamik. Der von der Stromquelle V39 gelieferte, temperaturstabilisierte Strom wird mittels des Differenzverstärkers V75 ab- hängig von der Spannung V_AMOD auf den PIN-Modulator bzw. auf die Dioden V48 - V50 aufgeteilt. Um den Temperatureinfluß des Differenzverstärkers möglichst gering zu halten, wird - wie beim PRESET - ein gepaartes Transistorarray (BC857) verwendet. Der rauscharme Verstärker N8 (Blatt 18) hebt den hinter dem AM-Modulator aufgrund des Arbeits- punktes und der zusätzlichen Einfügedämpfung sehr niedrigen Pegel wieder an. Die Aussteuerung des AM-Modulators ist mit dem Preset-Steller so vorgewählt, dass er ca. 12...15 dB unter minimaler Einfü- gedämpfung betrieben wird. Damit ist eine einwandfreie AM-Modulation möglich. Die PIN-Schalter V105/V152 und V159/V160 (Blatt 18) erlauben den AM-Modulator aus dem Signalweg heraus und stattdessen einen extern über die Anschlüsse RF_UNMOD (X324) und RF_MOD (X325) anzuschaltenden I/Q-Modulator (2084.4692.xx bzw. 2084.5218.xx) anzuschließen. Der AM-Modulator kann im Fehlerfalle über die RF-Buchsen X324, RF_UNMOD, und X325, RF_MOD, auch mit einem Netzwerkanalysator vermessen werden. Dazu sind die Lötbrücken X6 und X4 in Stel- lung 2-3 sowie - auf Blatt 18 - X7 auf 4-3 und X8 auf 2-3 umzulöten. Abschnitt 7.5.10 zeigt in Bild 7.5.9 den zugehörigen Plot. 1090.4007.00 7.10 D-2,

SML Ausgangsteil

7.2.11 Ausgangsstufe (Stromlaufblatt 19) Hinweis: Im Messsender SFL-S wird die Ausgangsstufe nicht benutzt und ist inaktiv geschaltet. Die 3,3-GHz-Ausgangsstufe besteht aus dem 3-stufigen Verstärker N20, V66 und V23, der den Pegel auf bis zu +27 dBm verstärkt. Vorgeschaltet ist ein Entzerrer mit C257/L4, der den Verstärkungsabfall von Ausgangstiefpass und externer Eichleitung zu hohen Frequenzen hin kompensiert. Die Ausgangsstufe sowie eine Reihe von weiteren Verstärkern ist über die Leitung OPU3_ON abschaltbar, um ggfs. bei Betrieb unterhalb 1210,5 MHz den Stromverbrauch zu minimieren. V65 und V28 schalten die Spannungsversorgung von der Endstufe ab. V55 dient zusammen mit Zenerdiode V59 dazu, bei Ausfall der negativen Versorgungsspannung ein Einschalten der Endstufe zu vermeiden, da andernfalls die GaAs-FETs V66 und V23 maximalen Drain-Source-Strom ziehen würden, was zu Be- schädigungen dieser Verstärker führen kann. In diesem Zusammenhang ist auch der Hinweis am Be- ginn von Kapitel 7.5 zum Betrieb der Endstufe bei der Fehlersuche zu beachten. 7.2.12 Ausgangstiefpaß, Richtkoppler (Stromlaufblatt 20) Hinweis: Im Messsender SFL-S wird der Ausgangsteil nicht benutzt und ist inaktiv geschaltet. Um den geforderten Oberwellenabstand von mindestens 30 dBc einzuhalten, ist im Anschluß an die Endstufe ein Oberwellen-Tiefpassfilter mit einer Eckfrequenz von 3,4 GHz geschaltet. Er besteht aus gedruckten Strukturen, wobei Leitungsstücke die Induktivitäten und Kreissektorflächen die Kapazi- täten des Tiefpasses bilden. Der Richtkoppler T1 zusammen mit R322, R406 und R476 koppelt mit ca. -12 dB ein Signal für den Pegeldetektor aus. Es folgt mit D18 der zweite GaAs-FET-Schalter, der die Überbrückungsleitung des OPU3 (Signal RF0) wahlweise auf den Ausgang zu schalten gestattet. Hier bildet C171 einen mit den Leitungsstücken L103 und L104 an das 50-Ohm-System angepassten DC-Trennkondensator. Die Einfügedämpfung von Ausgangstiefpass, Richtkoppler und GaAs-FET-Schalter-IC beträgt bei tiefen Frequenzen (z.B. 100 MHz) 3 dB und steigt bei 3,3 GHz bis auf 5 dB an. 7.2.13 Pegeldetektor (Stromlaufblatt 21) Hinweis: Im Messsender SFL-S wird der Pegeldetektor nicht benutzt. Die Detektordiode V35 sorgt in Verbindung mit C165 für die Gleichrichtung des Ausgangspegels. Die zweite Hälfte der Dioden V35 dient zur Temperaturkompensation. FET V56 gestattet es, für tiefe Trä- gerfrequenzen die Kapazität C110 dem Ladekondensator des Gleichrichters parallel zu schalten. Eine Linearisierung der Gleichrichtspannung erfolgt mit dem über V36 und V37 temperaturkompensier- ten Logarithmierer N6. Die nutzbare lineare Dynamik des Detektors beträgt ca. 30 dB (Fehler < 1 dB). Die frequenzabhängige Kalibrierung der Linearisierung erfolgt mit der Abstimmspannung TUNE_DET (Blatt 6) über die Vorströmung der Dioden V35. Die Ermittlung der DAC-Werte DET0...DET7 erfolgt in der Endprüfung über die Messung von jeweils zwei RF-Signalpegeln von z.B. +15 dBm und -5 dBm. Dann muss die Ausgangsspannung V_DETOUT beim niedrigeren Pegel genau ein Zehntel (= -20 dB) der Spannung beim hohen Pegel betragen. Die so gewonnenen frequenzabhängigen DAC-Werte wer- den als Kalibrierwerte im nichtflüchtigen Speicher des SML-Mainboards abgelegt. 1090.4007.00 7.11 D-2,

Ausgangsteil SML

7.2.14 ALC (Stromlaufblatt 22) Hinweis: Im Messsender SFL-S wird die ALC nicht benutzt und ist inaktiv geschaltet. Die ALC-Regelung erfolgt über den OpAmp N5, dessen Rückkopplungspfad mit den CMOS-Schaltern D47 und D52 auf mehrere Konfigurationen umschaltbar ist. Als externe Steuerspannung für den Aus- gangspegel dient das Signal V_LEVEXT, welches als Gleichspannung im Bereich -5V bis 0V vom SML- Mainboard generiert wird. Im Falle von AM-Modulation ist dieser Gleichspannung das AF-Signal über- lagert. N5 bildet den Regelverstärker für die ALC, deren Schleife über den Pegeldetektor und den AM- Modulator (Steuerspannung V_AMOD) geschlossen wird. Mit den Schaltern D52 kann am PI-Regler N5 zwischen 3 verschiedenen Bandbreiten umgeschaltet werden. Mit dem CMOS-Schalter D47 kann der Regler im ALC_OFF-Modus zu einem invertierenden Verstärker umgeschaltet werden (Bit ALC_ON = 1). Dann wird der Ausgangspegel über die Spannung V_LEVEXT gestellt. Sie geht dann mit der negativen Verstärkung -(R313/R312) in die Stellspannung V_AMOD über. Das Signal KLEMM_DOWN bewirkt das maximale Absenken des Pegels mit dem AM-Modulator (z. B. bei Frequenzwechseln), indem über V218 und R230 eine hohe positive Spannung auf N5 gege- ben wird. KLEMM_DOWN kann entweder von der externen Leitung BLANK oder vom Bit LEV_OFF aus dem Schieberegister aktiviert werden (vergl. Tabelle 7-3 in Abschnitt 7.2.3). Das Signal KLEMM_UP klemmt den Ausgangspegel fest auf einen hohen Pegelwert (ca. +13 dBm am Geräteausgang), indem über R227 eine hohe negative Spannung auf den Regelverstärker gegeben wird. V_LEVEXT ist in diesem Zustand abgeschaltet. KLEMM_UP kommt vom Schieberegister auf Blatt 3. 1090.4007.00 7.12 D-2,

SML Ausgangsteil

7.3 Öffnen des Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz Achtung! Befolgen Sie bitte genau die Anweisungen der folgenden Abschnitte, damit eine Be- schädigung des Geräts oder eine Gefährdung von Personen vermieden wird. Be- achten Sie bitte auch die allgemeinen Sicherheitshinweise am Anfang dieses Hand- buchs. Zum Öffnen des Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz verfahren Sie wie folgt: Öffnen des Gerätes Das Gerät hochkant auf die beiden Griffe stellen und die vier Schrauben in den Gerätefüßen lösen. Die Gerätefüße lassen sich nun entfernen. Den Gehäusetubus vorsichtig nach oben abziehen. Das Gerät ist nun offen. Baugruppe ausbauen Die Steckverbindung X321 auf der Baugruppe lösen. HF-Kabel von X322/X323 abschrauben. ggfs. HF-Kabel von X324/X325 abschrauben. Die Befestigungsschrauben (Kreuzschlitz oder Torx) des Aus- gangsteils 2 GHz / 3 GHz lösen. Hinweis: bei den Messendern SMV und SFL-S ist die Baugruppe huckepack auf der Baugruppe I/Q-Modulator montiert. Die Baugruppe kann jetzt herausgenommen werden. Baugruppe öffnen Die Schirmdeckel der Baugruppe können nun mit einem passen- den Torx-Schraubendreher abgeschraubt werden. Dabei ist zu beachten, dass die eingeklebten Stücke von Wärmeleitfolie an ih- rem Platz bleiben. Zur Fehlersuche kann die Baugruppe außerhalb des SML- Chassis betrieben werden. Dazu sind die Flachbandkabelverbin- dung wieder herzustellen und die HF-Kabel falls notwendig durch flexible Ausführungen zu ersetzen bzw. zu verlängern. Betrieb der geöffneten Bau- Beim Betrieb der offenen Baugruppe sind unbedingt die Hinweise gruppe am Beginn des Kapitels 7.5 zu beachten! 1090.4007.00 7.13 D-2,

Ausgangsteil SML

Zum Schließen des Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz verfahren Sie wie folgt: Baugruppe schließen Beim Auflegen der gefrästen Schirmdeckel muss auf die Voll- ständigkeit und die richtige Lage der Wärmeleitfolien geachtet werden. Die Folienzuschnitte dürfen nicht zwischen die äußeren Auflageflächen der Deckel und die Platine geraten, da sonst die HF-Dichtigkeit des Schirmgehäuses nicht gewährleistet ist. Alle Torx-Schrauben sind nach richtigem Auflegen der Deckel mit einem Drehmoment von 60 Ncm (HVC-2000: M2,5) anzuziehen Baugruppe einbauen Schritte in umgekehrter Reihenfolge wie oben beschrieben aus- führen. Dabei sitzt bei den Messendern SMV und SFL-S die Bau- gruppe OPU3 wieder huckepack auf der Baugruppe I/Q- Modulator. Koaxialkabel an X322 und X323 (ggfs. auch an X324 und X325) und Flachbandkabel X321 wieder anschließen Schließen des Gerätes Das Gerät hochkant auf die beiden frontseitigen Griffe stellen. Den Gehäusetubus vorsichtig von oben über das Chassis schie- ben. Dabei darauf achten, dass weder auf Ober- noch auf Unter- seite Kabel eingeklemmt oder gequetscht werden. Die vier abmontierten Gerätefüße aufsetzen und mit den vier Schrauben wieder festziehen. 1090.4007.00 7.14 D-2,

SML Ausgangsteil

7.4 Spezielle Meßgeräte und Hilfsmittel Eine Liste der für den SML häufig gebrauchten Meßgeräte und Hilfsmittel befindet sich am Anfang die- ses Handbuchs. Die in der folgenden Tabelle aufgelisteten Geräte sind speziell zum Prüfen des Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz erforderlich. Tabelle 7-5 Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz – Messgeräte und Hilfsmittel Pos. Geräteart, Hilfsmittel Erforderliche Geeignetes Bestell-Nr. Anwendung in Eigenschaften R&S-Gerät Abschnitt 1 Stromlauf - - 1090.4007.01S 2 Bestückungsplan - - 1090.4007.01S 3 Digitalmultimeter 1 mV...100 V - 0,1 mA...1A4Speicheroszilloskop DC-100 MHz, <0,1V/Div, - - z.B. 7.5.5 ≥ 2 Kanäle 5 Spektrumanalysator 100Hz ... 5GHz FSB 848.0020.52 z.B. 7.5.7

FSBA

6 Vierpolmessplatz 300 kHz ... 3,3 GHz - z.B. 7.5.8 7 Leistungsmesser 9 kHz ... ≥2200 MHz NRVS mit 1020.1809.02 z.B. 7.5.7 NRV-Z51 0857.9004.02 8 HF-Tastkopf mit 9 kHz...3.3 GHz - DC-Blocker 9 Steuerrechner (PC) Schnittstelle IEC-625-1 - - 10 Serviceprogramm 1090.3500.02 z.B. 7.5.2 1090.4007.00 7.15 D-2,

Ausgangsteil SML

7.5 Fehlersuche Achtung! Bei geöffnetem Deckel des Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz fehlt die Wärmeabfuhr im Bereich der Endstufe V66/V23. Dies gefährdet die GaAs-FETs und kann zu einer nicht direkt erkennbaren Dauerschädigung der Transistoren und damit zu Langzeit- ausfällen führen. Deshalb ist bei Arbeiten am OPU3, die nicht die Endstufe betreffen Steckbrücke X11 zu entfernen, was die Endstufe stromlos macht. Arbeiten an der Endstufe V66/V23 selbst sollten entweder nur kurzzeitig oder mithilfe einer provisorischen Kühlhilfe (aufgeklemmtes Blech, o.ä.) erfolgen. 7.5.1 Vorbemerkung Vor der eigentlichen Fehlersuche auf dem Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz muß sichergestellt sein, daß alle Versorgungsspannungen ordnungsgemäß anliegen (siehe Abschnitt 7.2.4). Die DC-Spannungen an den im Schaltplan mit D_XXXXXXX bezeichneten Testpunkten (z.B. D_TEMP) können im Display des SML angezeigt werden. Hierzu wird im Untermenü Utilities/Diag/Tpoint die Testpunkt-Anzeige aktiviert und der gewünschte Diagnosepunkt (siehe Tabelle 7-14 Diagnosepunkte in Abschnitt 7.6.1) eingegeben. Die Diagnosepunkte im Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz sind ab DTP-Nr. 500 zu finden. Einstieg und Abschluss der Fehlersuche sollte die Kontrolle mit dem im nachfolgenden Abschnitt 7.5.3 beschriebenen Serviceprogramm bilden, um sicherzustellen, dass nach erfolgter Reparatur die voll- ständige Funktion des Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz wieder gegeben ist. Hinweise zum Umgang mit den Lötbrücken Im Folgenden wird die Fehlersuche beschrieben, die auf der Signalverfolgung durch die einzelnen Stu- fen des Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz mithilfe eines Spektrumanalyzers und der Untersuchung mithilfe eines Vierpolmessplatzes basiert. Läßt das Serviceprogramm bereits erkennen, dass das Signal ab einer bestimmten Stufe fehlt oder danach nicht in Ordnung ist (Pegelfehler), so sollte die weitere Fehler- suche mit dem entsprechenden Abschnitt dieses Kapitels aufgenommen werden. Hilfreich ist es, dazu im Bereich der betroffenen Schaltungsstufen zunächst die in Tabelle 7-15, Abschnitt 7.6.2, angegebe- nen DC-Arbeitspunkte nachzumessen. Die verdächtigten Schaltungsabschnitte, wie etwa die abstimm- baren Bandpassfilter oder die Endstufe werden dann mit einem Netzwerkanalysator kontrolliert. Zur impedanzrichtigen Messung von Teilstrecken des Signalpfades enthält das Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz Prüfbuchsen, die an den für den Abgleich des Moduls notwendigen Stellen in Form von SMP- Buchsen ausgeführt sind. Sie werden durch Umlöten von Lötbrücken impedanzrichtig in den Signalweg eingeschleift. Vierfache Lötflecken dienen dazu, die Prüfbuchse sowohl als Ausgang für den vorherge- henden Abschnitt als auch als Eingang für die folgenden Stufen zu verwenden. 1090.4007.00 7.16 D-2,

SML Ausgangsteil

Zum Umgang mit den Lötbrücken sind folgende Hinweise zu beachten: - Arbeiten in der Schaltung stets bei stromloser Baugruppe ausführen. Dazu wird der Messsender an seinem Netzschalter abgeschaltet. Nach dem Umbau der Lötbrü- cken / Koppelkondensatoren Gerät wieder einschalten und das Hochfahren abwar- ten. Eventuell muss das Serviceprogramm neu gestartet werden. - es gibt Lötbrücken, die werksseitig mit 0-Ohm-Widerständen der Bauform 0603 be- stückt sind. Diese sind nur zur Vereinfachung der Fertigung maschinell eingesetzt und dürfen im Reparaturfall durch Brücke aus Lötzinn ersetzt werden. - die Lötbrücken sollen mit niedriger Kolbentemperatur gelötet werden - überflüssiges Lötzinn kann mit Entlötlitze entfernt werden - Prüfbuchse nicht gleichzeitig mit ankommenden und abgehendem Signalweg ver- binden. Dies führt zu Fehlmessungen - es ist unbedingt darauf zu achten, dass der Kontakt der Messbuchse nach Beendi- gung der Messung nicht mit dem Signalweg verbunden bleibt - auch ungewollte Verbindungen zum abgekoppelten Signalweg verfälschen das Messergebnis. Daher bei nicht ausreichenden Verstärkungswerten die Lötbrücken an den benutzten Prüfbuchsen mit einer Lupe kontrollieren. Ggfs. mit ein wenig Löt- zinn nochmal nachlöten, sodass sich die fehlerhafterweise verbundenen Pads tren- nen. Hinweise zur Messung bis 3 GHz Beim Messen über einen Frequenzbereich bis zu 3 GHz sind die Eigenschaften der verwendeten Mess- kabel zu beachten. Deshalb arbeitet man in der Regel mit kalibrierten Messaufbauten. D.h., dass die mit zunehmender Frequenz steigenden Kabeldämpfungen mit einem Kalibrierstandard herausgemessen und abgespeichert wird. Damit kann der Messplatz dann den korrekten Pegel oder Frequenzgang er- rechnen. Hat man keinen kalibrierbaren Messplatz zur Verfügung, so sollte man mit realtiv kurzen Kabeln arbei- ten. Je nach Qualität der Messkabel können bis 3 GHz Dämpfungen bis zu einigen Dezibel (dB) auftre- ten. Dies ist dann bei Messungen zu berücksichtigen und entsprechend zu korrigieren. 7.5.2 Das Service-Programm Das SML Serviceprogramm dient zur Unterstützung bei der Fehlersuche und dem Modultest. Es ermög- licht die Bedienung der internen Steuerbits und das Auslesen der vorhandenen Diagnosepunkte. Zudem lässt sich das Programm zum Übertragen von grundlegenden Fernbedienungs-Befehlen benutzen. Das Programm läuft unter dem Betriebssystem Windows (95, 98, NT und 2000). Die Fernsteuerung des Gerätes erfolgt mittels IEC-Bus (GPIB / IEC625 / IEEE488) oder der RS232-Schnittstelle. Zur Installation des Programms legen Sie die Installationsdiskette aus dem Service-Kit in ihr Disketten- laufwerk ein und rufen Sie die Datei "setup.exe" auf. Folgen Sie den Anweisungen des Installationspro- gramms. Das Serviceprogramm benötigt die CVI-Runtime-Engine aus LabWindows von National In- struments. Diese wird, falls auf dem System noch nicht vorhanden, installiert. Zum Starten des Programms klicken Sie mit der linken Maustaste auf den Eintrag "SML_SERV" im Startmenü. Der Pfad innerhalb des Startmenüs richtet sich nach den während der Installation gemach- ten Angaben. Alternativ können Sie im Programmverzeichnis die Datei "sml_serv.exe" aufrufen. 1090.4007.00 7.17 D-2,

Ausgangsteil SML

Beim Start des Programms wird nach der gewünschten Verbindungsart zum Messender SML, SMV oder SFL-S gefragt. Es besteht die Wahl zwischen IEC-Bus (GPIB) und RS232-Schnittstelle. Zur Konfi- guration der IEC-Bus-Schnittstelle muss lediglich die am Gerät eingestellte IEC-Bus-Adresse eingeben werden. Vor dem Bestätigen mit "OK" muss das Verbindungskabel zwischen PC und SML verbunden sein. Für die Kommunikation über die RS232-Schnittstelle wird der Port COM1 verwendet. Der Messender SML, SMV bzw. SFL-S wird über ein Nullmodemkabel mit dem PC verbunden. Die am Gerät einge- stellten Konfigurationswerte werden vom Programm abgefragt. Bild 7.5-1 zeigt die Hauptansicht des Serviceprogrammes. Neben den Gerätedaten (Device) des Mes- senders findet man die installierten Module mit ihren Varianten und Änderungsindizes. Die internen Temperaturen werden im nächsten Block angezeigt. Schliesslich gibt es im Fenster Errors noch alle akutell bestehenden Fehlermeldungen). Bild 7.5-1: Hauptfenster des Serviceprogrammes Durch Aufruf des Modultests Check Output Unit 3 (Bild 7.5-2) gelangt man zu einer Darstellung des Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz in Form eines Blockschaltbildes (Bild 7.5-3). Darin gibt es Messpunkte, die während des Modultests geprüft und bei Fehlern auf rot geschaltet werden. Ist die Spannung am jewei- len Messpunkt in Ordnung, so schaltet das zugehörige Feld auf grün. Der ablaufende Test zeigt unmit- telbar an, in welchem Bereich ein Fehler vorliegt. Das Blockschaltbild des Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz im Serviceprogramm erlaubt zu erkennen, ob es im Signalpfad Unterbrechungen oder zu geringe Ver- stärkungen gibt. Dies läßt wiederum Rückschlüsse auf die fehlerhafte Stufe zu. Auch die Peripherie, wie Spannungsregler und D/A-Umsetzer, werden im Serviceprogramm mit dem Modultest weitgehend ü- berprüft. 1090.4007.00 7.18 D-2,

SML Ausgangsteil

Bild 7.5-2 Aufruf des Modul Checks Bild 7.5-3 Blockschaltbild im Modul Check des Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz Die Ergebnisse des Modultests lassen sich tabellarisch in Form eines Test Reports (Bild 7.5-4) über- sichtlich darstellen. Die Lage des einzelnen gemessenen Spannungswertes wird mithilfe eines Stern- chens in eckigen Klammern dargestellt. Minimumunterschreitungen oder Maximumüberschreitungen sind auffällig eingetragen. Fehlgeschlagene Funktionstest werden mit failed markiert. 1090.4007.00 7.19 D-2,

Ausgangsteil SML

Bild 7.5-4: Test Report als Ergebnis des Modul Checks Einstellungen einzelner Steuerbits oder von D/A-Umsetzern sind im Direct Mode (Bild 7.5-5) möglich. Zu beachten ist jedoch, dass eine veränderte Einstellung erst nach Betätigen des Buttons Send im angeschlossenen Messender SML, SMV oder SFL-S wirksam wird. Bild 7.5-5: Direct Mode des Serviceprogrammes Einzelne Testpunkte lassen sich über den Menüpunkt Diagnostics im Direct Mode beobachten (Bild 7.5- 5). Nach Auswahl eines Testpunktes (DTP = dignosis test point) erscheinen die kontinuierlich aufge- nommenen Messwerte im Direct-Mode-Fenster unten rechts. 1090.4007.00 7.20 D-2,

SML Ausgangsteil

Bild 7.5-6: Auswahl eines Diagnosepunktes über Diagnostics Umschaltungen an der Frontplatte des Messenders (z.B. Frequenzwechsel oder Pegeleinstellungen) können vorgenommen werden, wenn man im Direct Mode in der Kopfleiste Manual Control (Bild 7.5-6) auswählt. Mithilfe der Taste Local am Messender schaltet man auf die Bedienung über die Frontplatte zurück und macht die gewünschte Einstellung. Anschliessend kehrt man mit OK wieder in den Direct Mode zurück. Bild 7.5-7: Handbedienung mittels Manual Control Komfortabler ist die Möglichkeit mittels der Remote Control Einstellungen am Gerät ohne Unterbre- chung des IEC-Bus-Betriebs über den Direct Mode vorzunehmen (Bild 7.5-8) 1090.4007.00 7.21 D-2,

Ausgangsteil SML

Bild 7.5-8: Remote Control 7.5.3 Beginn der Fehlersuche Ein vollständiger Test aller auf der Baugruppe Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz vorhandenen Testpunkte kann mit Hilfe des Serviceprogramms SML_SERV.EXE (s. Kapitel 7.5.2) durchgeführt werden. Auftre- tende Fehler können damit sehr schnell und einfach lokalisiert werden. Das Blockschaltbild des Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz im Serviceprogramm erlaubt unmittelbar zu erkennen, ob es im Signalpfad Unterbrechungen oder zu geringe Verstärkungen gibt. Dies läßt wiederum Rückschlüsse auf die fehler- hafte Stufe zu. Auch die Peripherie, wie Spannungsregler und D/A-Umsetzer, werden im Servicepro- gramm mit dem Modul-Check weitgehend überprüft. Zum Test des Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz wird das Serviceprogramm gestartet und ein Check der Baugruppe durch Check / Output Unit 3 ausgeführt. Mit dem Button Report erhält man einen Fehlerbe- richt, aus dem ersichtlich ist, welche Testpunkte außer Toleranz sind. Die unten aufgelistete Tabelle 7-6 gibt Hinweise, auf welche Fehler dies hindeuten könnte und mit welchem Abschnitt dieses Kapitels bei der Fehlersuche fortgefahren werden sollte. Die Fehler sollten in der Reihenfolge bearbeitet werden, die die Tabelle 7-6 vorgibt, da nachrangig aufgeführte Außer-Toleranz-Meldungen Folgefehler eines vor- rangig genannten sein können 1090.4007.00 7.22 D-2,

SML Ausgangsteil

Tabelle 7-6 Fehlersuche mithilfe des Modulchecks aus dem Serviceprogramm Testpunkt Stromlauf Fehlersuche außer Toleranz blatt D_+10V 5 zeigt die Größe der 10-V-Referenzspannung Überprüfen der Versorgungsspannungen lt. Abschnitt 7.5.4 D_-8V 5 zeigt die Größe der internen -8-V-Versorgungsspannung Überprüfen der Versorgungsspannungen lt. Abschnitt 7.5.4 D_+17V 5 zeigt die Größe der internen +17-V-Versorgungsspannung Überprüfen der Versorgungsspannungen lt. Abschnitt 7.5.4 D_+3V5 5 zeigt die Größe der internen +3,5-V-Versorgungsspannung Überprüfen der Versorgungsspannungen lt. Abschnitt 7.5.4 D_+4V 5 zeigt die Größe der internen +4-V-Versorgungsspannung Überprüfen der Versorgungsspannungen lt. Abschnitt 7.5.4 D_+7V 8 zeigt die Größe der internen +7-V-Versorgungsspannung Überprüfen der Versorgungsspannungen lt. Abschnitt 7.5.4 D_TEMP 4 Baugruppentemperatur in 10mV/°C Überprüfen des Sensors D_PRESET 6 gibt die Höhe der DAC-Ausgangsspannung V_PRESET wieder Überprüfen des DACs, s. Abschnitt 7.5.9 D_TUNEDET 6 gibt die Höhe der DAC-Ausgangsspannung TUNE_DET wieder Überprüfen des DACs, s. Abschnitt 7.5.12 D_RFSRD 8 Ausgangspegel des SRD-Treibers Überprüfen des Kammgenerators lt. Abschnitt 7.5.7 D_RFPRESET 16 Ausgangspegel hinter den Bandfiltern Überprüfen der Bandfilter lt. Abschnitt 7.5.9 D_RFAMOD 17 Ausgangspegel des AM-Modulator-Treibers N19 Überprüfen des AM-Modulators lt. Abschnitt 7.5.10 D_RFPADRV 18 Ausgangspegel hinter dem Endstufentreiber Überprüfen der Endstufe lt. Abschnitt 7.5.11 D_DETOUT 21 Ausgangsspannung des Detektors Überprüfen des Detektors nach Abschnitt 7.5.12 D_AMOD 22 Ausgangsspannung der ALC Überprüfen der ALC gemäß Abschnitt 7.5.13 1090.4007.00 7.23 D-2,

Ausgangsteil SML

7.5.4 Fehler in den Versorgungsspannungen (Stromlaufblatt 5) Vorbemerkung: Alle Versorgungsspannungen werden vom SML-Mainboard zur Verfügung gestellt. Die +10-V-Referenzspannung wird aus der +24V Versorgung gewonnen. Hinweis: Falls die Spannungsversorgung des Diagnosewandlers auf dem Mainboard fehlerhaft ist, ist diese noch vor allen weiteren Maßnahmen instand zu setzen und erneut die Checkliste durch zu gehen. Zunächst sollten die vom SML-Mainboard kommenden Versorgungsspannungen +5V, +3,3V, +12V, - 12V und +24 V nachgemessen werden. Dies kann an den bauteilseitig bestückten Durchführungsfiltern geschehen. Nachfolgende Tabelle 7-7 gibt die notwendigen Spannungen und erlaubte Toleranzen an: Tabelle 7-7 Externe Betriebsspannungen des Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz Durchführungsfilter Z12 Z10 Z11 Z13 Z6 Nominalspannung +24 V +12 V -12 V +5 V +3,3 V Toleranz +/-1 V +/-0.5 V +/-0.5 V +/-0.2 V +/- 0.2 V Die intern erzeugten Betriebsspannungen sind an Prüfstecker X5 zusammengefasst und können dort gemessen werden. Voraussetzung für die richtige Höhe der verschiedenen Spannungen ist der korrekte Betrag der +10,00V-Referenzspannung, aus der die anderen Spannungen gewonnen werden. Diese Referenzspannung entsteht mithilfe der +24-V-Versorgungsspannung, sodass diese unbedingt korrekt vorhanden sein muss. Die Tabelle 7-8 gibt Meßpunkt an X5, Bezugsnamen im Stromlauf und Spannungshöhe sowie Toleranz dieser intern erzeugten Betriebsspannungen an: Tabelle 7-8 Interne Betriebsspannungen des Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz Testpunkt X5.1 X5.2 X5.3 X5.4 X5.5 X5.6 X5.7 Spannung Masse +10.00 V +4V_REFVD +3V5_REFVD +17V_REFVD +10V_REFVD -8V_REVVD Sollwert0V+10,0 V +4,0V +3,32 V +17,5 V +10,0 V -8,2 V Toleranz - +/-20 mV +/-0,1 V +/-0,1 V +/-0,1 V +/-50 mV +/-0,1 V Weitere intern erzeugte Hilfsspannungen sind zu kontrollieren: Als negative Versorgungsspannung des Diagnose-Multiplexers D3/D4 (Stromlauf Blatt 4) werden über die Zener-Diode V46 -2,7 V erzeugt. Diese sind jeweils an Pin 7 von D3 und D4 messbar. Auf Blatt 8 des Stromlaufs befindet sich die Erzeugung der +7-V-Betriebsspannung für die MMIC- Verstärker N22 und N19 (Blatt 17) und N20 (Blatt 18). Am Emitter muss eine Spannung von +6,6 V zu messen sein. Dieser Punkt kann auch über die Diagnoseleitung D_+7V (Diagnosemesspunkt 507) kontrolliert werden. Falls bestückt muss auch der 30-V-Generator U4 (Stromlauf Blatt 2) kontrolliert werden: Seine Aus- gangsspannung beträgt +30,0 V und kann an Durchführungsfilter Z14 gemessen werden. Der DAC TUNE_BP kann dann bis auf ca. +25 ... +28 V ausgesteuert werden (vergl. Abschnitt 7.5.8). 1090.4007.00 7.24 D-2,

SML Ausgangsteil

7.5.5 Fehler bei der Datenübertragung (Stromlaufblatt 2) Vorbemerkung: Die Datenübertragung zum Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz. besteht aus den se- riellen Signalen für die Schieberegisterkette und den I2C-Signalen zum Ausle- sen und Schreiben des auf der Baugruppe vorhandenen EEPROMs. Über die- ses EEPROM wird die Baugruppe beim Hochfahren des Messenders SML, SMV oder SFL-S erkannt. Fehlt nach dem Einschalten der Zugriff auf den OPU3 (z.B. auf Diagnosemesspunkte), so muss die I2C-Schnittstelle bzw. das Flachbandkabel an X321 geprüft werden. Hinweis: Falls über die Menüs des Messenders SML Diagnosepunkte auf dem OPU3 (Diagnose- punkte ab 500) angesprochen werden können (vergl. Tabelle 7-14 in Abschnitt 7.6.1) und zumindest teilweise sinnvolle Messwerte abzulesen sind, so kann zunächst von korrekter Funktion der Datenübertragung ausgegangen werden. Läßt sich nach dem Einschalten des Messenders SML das Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz nicht anspre- chen, so ist die Datenübertragung und das Flachbandkabel X321 zu überprüfen. Das EEPROM enthält einen Datensatz, der zur Erkennung der Baugruppe Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz dient. Ist dieser Datensatz nicht vorhanden oder zerstört, so kann das SML-Mainboard den OPU3 nicht identifizieren. In diesem Fall sollten zunächst die Eingangsssignale der NOR-Gatter D2 geprüft werden. Dies geschieht am besten mit einem Speicheroszilloskop, welches auf das Signal MS_OPU3_N (Stromlaufblatt 3) getriggert wird. MS_OPU3_N SERCLK_N SERDATA_N STROBE_N Bild 7.5.4 Impulsdiagramm der digitalen Schnittstelle des OPU3 Anschließend werden die Ausgangssignale von D2 (CLK, DATA, WR) kontrolliert. Diese sind gegen- über den in Bild 7.5.4 gezeigten invertiert. Geeignete Messpunkte für diese drei Signale sind die Durch- führungsfilter Z5, Z4 und Z8, die bauteilseitig nach Demontage des oberen Deckels zugänglich sind. Bei auffällig deformierter Signalform muss Baustein D2 kontrolliert und ggfs. getauscht werden. 1090.4007.00 7.25 D-2,

Ausgangsteil SML

7.5.6 Fehler in der Überbrückungsleitung (Stromlaufblatt 7 und 20) Ist der Messender SML, SMV oder SFL-S auf Frequenzen unter 1210,5 MHz eingestellt, so wird der OPU3 mithilfe der Schalter D15 und D18 überbrückt. Die mit einem Vierpolmessplatz nachweisbare Durchgangsdämpfung beträgt 1,5 dB bei 100 MHz und steigt auf 2 dB bei 1210,5 MHz an. Die messba- re Rückflußdämpfung (S11 und S22) an den RF-Verbindern X322 und X323 beträgt im Bereich 10 kHz bis 1210,5 MHz über 20 dB. Bei einem Fehler in der Umwegleitung sind zunächst die Gleichspannungswerte in der Ansteuerung der Schalter D15 und D18 und von OpAmp N4 (Pin 8) gemäß Tabelle 7-15 in Abschnitt 7.6.2 zu kontrollie- ren. Bei den Kurzschließerdioden V83 und V84 ist ferner die Sperrspannung von ca. -9 V bei aktivierter Umwegleitung zu kontrollieren. Bei Deaktivierung der Umwegleitung (Frequenz > 1210,5 MHz) muss an den Dioden V83 und V84 eine Spannung von +0,7 V messbar sein. Liegt trotz korrekter Gleichspannungsarbeitspunkte eine erhöhte Dämpfung in der Umwegleitung vor, so ist nach schlechten Lötstellen oder defekten SMD-Bauelementen zu suchen. Finden sich hier keine Fehler und zeigen die Dioden V83 und V84 bezüglich ihrer DC-Arbeitspunkte für Frequenzen unterhalb 1210,5 MHz und oberhalb 1210,5 MHz korrektes Verhalten, so kann der Fehler nur bei den GaAs-FET- Schalter D15 und /oder D18 liegen. 7.5.7 Fehler im Kammgenerator (Stromlaufblatt 8) Zunächst sind die DC-Arbeitspunkte bei aktiviertem OPU3 gemäß Tabelle 7-15 in Abschnitt 7.6.2 zu kontrollieren. Über D_RFSRD (Diagnosepunkt 512) kann festgestellt werden, ob der Treiber N22, der die Step-Recovery-Diode V31 zur Erzeugung des Kammspektrums anregt, korrekt arbeitet. Bei fehlendem Signal an N22 sollten die DC-Arbeitspunkte des RF-Schalters V1, V2, ... kontrolliert wer- den: Im Falle einer Frequenzeinstellung von größer 1210,5 MHz am SML, SMV oder SFL-S muss der Weg V2, V4, V5 durchgeschaltet sein. Dies ist durch einen Spannungsabfall von jeweils 0,7 V an diesen PIN-Dioden nachweisbar. Der andere Schalterzweig (V1, V6, V7) liegt an einer Sperrspannung von mehr als -5 V (gemessen an Anode von V7). Fehler in der Ansteuerung der PIN-Dioden deuten auf einen Defekt im Bereich des Treibers N4 (Pin 7, s. Blatt 16 des Stromlaufes) hin. Das Kammspektrum selbst kann an Messpunkt X9 wie folgt kontrolliert werden: Zunächst wird Lötbrü- cke X13 in Position 1-4 umgelötet, sodass der Stecker X9 mit R449/C41 verbunden ist. Nun kann mit einem Spektrumanalyzer das Kammspektrum auf Form und Pegel kontrolliert werden: Bild 7.5.6a Kammspektrum am Messpunkt X9, n = 2, fin = 600...900 MHz 1090.4007.00 7.26 D-2,

SML Ausgangsteil

Bild 7.5.6b Kammspektrum am Messpunkt X9, n = 3, fin = 600...885 MHz Bild 7.5.6c Kammspektrum am Messpunkt X9, n = 4, fin = 663,75...825 MHz Die Kammlinien n = 2, n = 3 und n =4 gemäß Formel fout = n * fin müssen für Frequenzeinstellung zwi- schen 1210,5 MHz und 1815 MHz mit Pegelschwankung im Bereich +/-3 dB erhalten bleiben. Sie dürfen nicht abreißen. Es dürfen auch keine rauschförmigen Überhöhungen am Fuß der Linien auftreten. 1090.4007.00 7.27 D-2,

Ausgangsteil SML

Tabelle 7-9 Pegelangaben zu den Linien n = 2 bis n = 4 des Kammspektrums Frequenz- 1215 MHz 1300 MHz 1500 MHz 1650 MHz 1800 MHz einstellung Eingangs- 607,5 MHz 650 MHz 750 MHz 825 MHz 900 MHz frequenz Pegel n = 2 +3,2 dBm +4,5 dBm +6.7 dBm +7,2 dBm +5,0 dBm Pegel n = 3 +3,3 dBm +2,5 dBm +0,4 dBm +4,6 dBm +5,5 dBm Pegel n = 4 +1,3 dBm +2,8 dBm +3,9 dBm +4,2 dBm (+1,5 dBm) Toleranz jeweils +/- 3 dB Hinweis: Bei der Messung mit dem Spektrumanalyzer ist bei diesen hohen Frequenzen die Kabeldämpfung zu berücksichtigen, die je nach Kabellänge einige dB betragen kann. Die Messwerte wurden mit einer Kabellänge von einem Meter aufgenommen. Für die korrekte Arbeitsweise des SRD-Vervielfachers ist ein Eingangpegel von ca. +15 dBm ... +16 dBm an X322 notwendig. N22 verstärkt diesen dann auf ca. +18 dBm. Bei nachweisbar vorhandenem RF-Signal an N22.3, das mittels Serviceprogramm (Modul Test) auch durch korrekte Spannungen am Detektor D_RFSRD erkannt wird (Serviceprogramm), bleibt zur Fehlersuche nur die Möglichkeit nach schlechten Lötstellen oder defekten SMD-Bauteilen im Bereich der SRD-Diode V31 zu suchen. Ggfs. sollte V31 ausgetauscht und dann einwandfreies Spektrum nachgewiesen werden. Nach der Kontrolle des Kammspektrums und ggfs. Fehlerbeseitigung im Kammgenerator ist die Lötbrü- cke X13 wieder in Betriebsstellung 1-2 umzulöten. 1090.4007.00 7.28 D-2,

SML Ausgangsteil

7.5.8 Fehler in den Bandpassfiltern (Stromlaufblatt 9 bis 15) Zunächst ist zu prüfen, ob die drei Teilfilterzweige richtig durchgeschaltet werden. Dazu kann man die Treiberspannungen an den Ausgängen Pin 14, Pin 7 und Pin 8 von N32 messen: Tabelle 7-10 Filterschaltspannungen an N32 Messpunkt → N32.14 N32.7 N32.8 Filter einzustellende PIN_BP1 PIN_BP2 PIN_BP3 Frequenz 1 z.B. 1500 MHz -8,8 V +9,2 V -7,9V2z.B. 2500 MHz +9,2 V -8,8 V -7,9V3z.B. 3000 MHz +10,2 V +10,2 V +9,0 V Danach kontrolliert man die Spannungsabfälle an den PIN-Dioden V8, V9, ... bzw. V41, V42, ... Dabei tastet man sich ausgehend von den Drosseln L15/L64 bzw. L16/L65 in Richtung des durchgeschalteten Filterzweiges vor. Mit jeder PIN-Diode muss der Betrag der DC-Spannung um ca. 0,7 V steigen. Je nach Polarität der PIN-Diode ergibt sich ein positives oder ein negatives Vorzeichen. Nicht durchge- schaltete Filterzweige fallen durch hohe Sperrspannungen über den PIN-Dioden auf. Die DC-Arbeitspunkte der MMIC-Verstärker in den Bandpassfilterzweigen sind in Tabelle 7-15 in Ab- schnitt 7.6.2 gegeben. Zu beachten ist, dass immer nur der gewünschte Bandpassfilterzweig (s. Ab- schnitt 7.2.8) eingeschaltet ist. Alle anderen Verstärker liegen an 0 V. Des weiteren sollte die korrekte Funktion der Abstimmspannungserzeugung mit dem D/A-Umsetzer U1 und OpAmp N3 kontrolliert werden. An N3, Pin 1, und an den Kathoden aller Varicap-Dioden in den Bandpassfiltern (z.B. V87 und V91, Pin 1, s. Blatt 10 des Stromlaufes) müssen folgende Gleichspan- nungen in Abhängigkeit von der DAC-Einstellung (30 und 255) messbar sein, die mittels Servicepro- gramm im Direct Mode des OPU3 eingegeben werden können: Tabelle 7-11 Spannungsbereich TUNE_BP TUNE_BP N3, Pin 1 30 255 +22 V +3,2 V Hinweis: Ist der 30-V-DC/DC-Wandler U4 (Blatt 2) bestückt, so reicht die Abstimmspannung TUNE_BP über die +22 V hinaus und erreicht bei DAC-Einstellung 0 ca. +25 V bis + 28 V (vergl. auch Abschnitte 7.2.1 und 7.5.3). Ist die Spannung an N3, Pin 1, korrekt und fehlt sie an einigen der Varicap-Dioden, so ist die Span- nungszuführung über die RF-Siebung vor den Varicaps nach schlechten Lötstellen oder defekten SMD- Bauteilen zu durchsuchen. Schließlich kann die korrekte Funktion der Bandpassfilter incl. der ein- und ausgangsseitigen PIN- Diodenschalter noch mit einem Netzwerkanalysator kontrolliert werden: Dazu sind die Prüfbuchsen X9 und X10 in den Signalweg einzuschleifen, indem die Lötbrücken X13 (Blatt 8) auf 2-3 und X14 (Blatt 16) auf 1-4 umgelötet werden. Der Port 1 des Netzwerkanalysators wird daraufhin mit X9 und Port 2 mit X10 verbunden. Beispielhaft sind nachfolgend drei Plots wiedergegeben, die jeweils das Bandfilter auf unte- re, mittlere und hohe Frequenzen abgestimmt zeigen: 1090.4007.00 7.29 D-2,

Ausgangsteil SML

Bild 7.5.7a Durchlaßfrequenzgang X9-X10 für Filter 1 (1200 / 1700 / 2200 MHz) Bild 7.5.7b Durchlaßfrequenzgang X9-X10 für Filter 2 (2200 / 2500 / 2800 MHz) 1090.4007.00 7.30 D-2,

SML Ausgangsteil

Bild 7.5.7c Durchlaßfrequenzgang X9-X10 für Filter 3 (2800 / 3050 / 3300 MHz) Treten abweichend von den dargestellten Kurvenverläufen unerwartet hohe Durchlassdämpfungen auf, so sollten zunächst wiederum die Lötstellen der Varicap-Dioden kontrolliert werden. Aufgrund der not- wendigen kleinen Bauform und der geringen Pad-Abmessungen auf der Leiterplatte gab es in seltenen Fällen hier manchmal Lötprobleme. Nach der Kontrolle des Frequenzganges der Filter und ggfs. Fehlerbeseitigung im Filterzweig sind die Lötbrücken X13 und X14 wieder in die Betriebsstellung 1-2 umzulöten. Jetzt kann zur Kontrolle der Check im Serviceprogramm nochmals durchlaufen werden. 7.5.9 Fehler im RF-Preset (Stromlaufblatt 16) Wird ein Fehler in der RF-Preset-Stufe vermutet, so sollte zunächst die Steuerspannung V_PRESET untersucht werden. Sie wird vom 12-Bit-DAC D13 und Doppel-OpAmp N1 erzeugt und muss an den Bereichsenden (DAC-Einstellungen 0 und 4095 dezimal) folgende Spannungswerte erreichen: Tabelle 7-12 Spannungsbereich V_PRESET V_PRESET N1, Pin104095 +2,5 V +4,5 V Die Einstellung des DAC D13 ist mittels Serviceprogramm im Direct Mode des OPU3 möglich. Indirekt läßt sich die Spannung V_PRESET auch über den Diagnosepunkt 506 (D_PRESET) im Diagnosemenu des SML, SMV oder SFL-S kontrollieren. 1090.4007.00 7.31 D-2,

Ausgangsteil SML

An den PIN-Dioden V54 und V57 muss bei steigender V_PRESET ebenfalls ein Spannungsanstieg feststellbar sein. Der Arbeitspunkt des Verstärkers N12 wird anhand Tabelle 7-15 in Abschnitt 7.6.2 kontrolliert. Des weiteren bleibt als Fehlerursache im Bereich des RF-Preset noch der PIN-Diodenschalter V81, V82, ... Dieser wird wie im Abschnitt 7.5.7 für den RF-Schalters V1, V2, ... erläutert über die Ansteuer- spannung CH10N und die Spannungsabfälle von 0,7 V an leitenden PIN-Dioden bzw. die Sperrspan- nung an gesperrten PIN-Dioden kontrolliert. Schließlich kann die Strecke X10 - X324 mit einem Netzwerk-Analysator durchgemessen werden. Dazu ist die Prüfbuchse X10 als Signaleingang zu konfigurieren, indem die Lötbrücken X14 (Blatt 16) auf 2-3 umgelötet wird. X324 wird als Ausgang geschaltet, indem per Serviceprogramm im Direct Mode das Bit IQ_CW (vergl. auch Tabelle 7-18 in Abschnitt 7.6.4) auf 0 gesetzt wird. Der Port 1 des Netzwerkanaly- sators wird daraufhin mit X10 und Port 2 mit X324 verbunden. Beispielhaft ist nachfolgend ein Plot ge- zeigt, der den Frequenzgang der Preset-Stufe für drei verschiedene Einstellungen des DACs V_PRESET zeigt: Bild 7.5.8 Frequenzgang der Preset-Stufe für PRESET-DAC = 4095 (oben), 1500 (Mitte) und 500 (unten) Ergeben sich hier starke Abweichungen, so muss nach defekten SMD-Bauteilen im Signalpfad gesucht werden. Es muss hier sichergestellt sein, dass der DAC V_PRESET einwandfrei funktioniert. Ggfs. nach Abschnitt 7.5.5 die Datenübertragung kontrollieren. Abschließend muss die Lötbrücken X14 wieder in Stellung 1-2 gelötet werden. 1090.4007.00 7.32 D-2,

SML Ausgangsteil

7.5.10 Fehler im AM-Modulator (Stromlaufblatt 17 und 18) Hinweis: Im Messsender SFL-S wird der AM-Modulator nicht benutzt, wird aber während der Bandfil terkalibrierung aktiv geschaltet. Wird ein Fehler im AM-Modulator vermutet, so sind zunächst anhand Tabelle 7-15 in Abschnitt 7.6.2 die Arbeitspunkte von N19 und N8 zu kontrollieren. Nächster Schritt bei der Kontrolle des AM-Modulators ist die Prüfung der PIN-Dioden V145, V153, ... V157. Bei KLEMM_UP-Betrieb können die Spannungsabfälle von je 0,7 V an den nun ganz durchge- schalteten Dioden gemessen werden. Anschließend muss die korrekte Lage der Steuerspannung V_AMOD überprüft werden. Hierzu gibt es im Abschnitt 7.5.13 einige Hinweise. Schließlich kann man die korrekte Funktion des AM-Modulators noch mit einem Netzwerkanalysator nachweisen. Dazu sind die I/Q-Modulator-Anschlussbuchsen X324 und X325 wie folgt in als Ein- und Ausgang für den AM-Modulator zu konfigurieren: Lötbrücken X6 und X4 in Stellung 2-3 sowie X7 (Blatt 18) auf 4-3 und X8 auf 2-3 umzulöten. Der Port 1 des Netzwerkanalysators wird daraufhin mit X324 und Port 2 mit X325 verbunden. Schließlich ist Steckbrücke X3 abzuziehen und eine positive Gleichspan- nung an X3, Pin 2 (Pluspol), mit Masse an X3, Pin 3, als Ersatz für V_AMOD einzuspeisen. Das folgen- de Bild zeigt für diesen Betriebszustand des OPU3 zum Vergleich die Frequenzgänge für V_AMOD- Gleichspannungen von -5 V (oben) , -4,5 V (Mitte) und -4 V (unten). Zu beachten ist, dass für diese Messung der ALC-OFF-Betrieb zu wählen ist (Bit ALC_ON = 0). Bild 7.5.9 Frequenzgang des AM-Modulators für V_AMOD = -5 V, -4,5 V und -4 V Abschließend müssen die Lötbrücken X6, X4, X7 und X8 wieder in Stellung 1-2 gelötet sein. 1090.4007.00 7.33 D-2,

Ausgangsteil SML

7.5.11 Fehler in der Endstufe (Stromlaufblatt 19 und 20) Hinweis: Die Endstufentransistoren V66 und V23 sind bei längerem Betrieb ohne Deckel thermisch gefährdet. Bitte unbedingt den Hinweis am Anfang von Kapitel 7.5 beachten! Hinweis: Im Messsender SFL-S wird der AM-Modulator nicht benutzt, wird aber während der Bandfil terkalibrierung aktiv geschaltet. Wichtigster Prüfschritt bei der Fehlersuche in der Endstufe ist zunächst die Messung der DC- Arbeitspunkte von V66 und V23. Diese sind in Tabelle 7-15 im Abschnitt 7.6.2 angegeben. An X11 kann bei abgezogener Brücke zusätzlich eine Strommessung erfolgen, die ca. 280 mA Ruhestrom liefern muss. Bei stark überhöhtem Strom sind die Transistoren V116 bzw. V115 zu prüfen, die über die Gates der MOSFETs die Stromaufnahme derselben einstellen (DC-Regelkreis). Bleibt die ganze Endstufe bei gesteckter Brücke X11 stromlos, so muss die Schaltstufe V28, V65, V55 kontrolliert werden. Bei anliegendem High (+3,3 V) auf der Leitung OPU3_ON muss V65 nach Masse durchschalten, wenn die negative Betriebsspannung von -12V an der Z-Diode V59 anliegt. V55 bewirkt ein zwangsweises Abschalten der Endstufe über V65 und V28, wenn die negative Versorgungsspan- nung nicht in ausreichender Höhe vorhanden ist (ca. -8 V), damit die Endstufentransistoren V66 und V23 nicht durch übermäßige Stromaufnahme zerstört oder geschädigt werden. Schließlich können noch die Bauelemente im Bereich des Ausgangstiefpasses und des Richtkopplers T1 auf Brüche oder schlechte Lötstellen kontrolliert werden. Mithilfe der Prüfungen in Abschnitt 7.5.6 läßt sich die korrekte Funktion des ausgangsseitigen RF-Schalters D18 der Überbrückungsleitung si- cherstellen. Liegt am Ausgang X323 kein RF-Signal in der zu erwartenden Größe, so kann auch noch an Prüfbuch- se X17 kontrolliert werden, ob die Endstufe V66 und V23 richtig arbeitet und der Fehler im Bereich des Ausgangstiefpasses, des Richtkopplers T1 und des Schalters D18 zu suchen ist: Durch Umlöten von X16 in Stellung 1-4 läßt sich direkt der Ausgangspegel an V23 mit einem Spektrumanalyzer an X17 begutachten. Zu beachten ist, dass jetzt der ALC-Regelkreis unterbrochen ist und der AM-Modulator maximalen Ausgangspegel auf die Endstufe gibt. Im ALC-Off-Betrieb läßt sich über die Einstellung von V_LEVEXT per Serviceprogramm (im Direct Mode unter OPU1) der Pegel ggfs. zurückfahren. Dazu geht man in den Direct Mode des 1-GHz-Ausgangsteils OPU1 (ist Teil des SML-Mainboards). Dort muss MOD_OPU1G_N auf 1 (= OPU1 nicht geregelt) und MOD_OPU2G_N auf 0 (= ALC-Regelung über OPU3) stehen. Mit RFLEV zwischen 0 und 4095 kann dann V_LEVEXT im OPU3 eingestellt wer- den. Lötet man X16 in Position 2-3, so kann auch die Strecke zur Ausgangsbuchse X323 hin kontrollieren. Die Einfügedämpfung beträgt hier je nach Frequenz zwischen 3 dB bei 100 MHz und 6 dB bei 3,3 GHz. Abschließend muss die Lötbrücke X16 wieder in Position 1-2 gelötet sein. 1090.4007.00 7.34 D-2,

SML Ausgangsteil

7.5.12 Fehler im Detektor (Stromlaufblatt 21) Hinweis: Im Messsender SFL-S wird der Detektor nicht benutzt. Bei der Fehlersuche im Bereich des Detektors sollte zunächst die Steuerspannung TUNE_DET an N75 (Stromlauf Blatt 6) untersucht werden. Sie wird vom 8-Bit-DAC U2 erzeugt und vom OpAmp N75 in ihrer Gleichspannungslage verschoben. Tabelle 7-13 gibt die Eckwerte für die DAC-Stellungen 0 und 255 an, die mittels Serviceprogramm im Direct Mode des OPU3 eingegeben werden können: Tabelle 7-13 Spannungsbereich TUNE_DET TUNE_DET N75, Pin10255 +4,7 V +7,5 V Im nächsten Schritt müssen die DC-Spannungen an der Detektordiode V35 untersucht werden. Sie liegen im Bereich von wenigen hundert Millivolt um den Nullpunkt (0 V). Sollte hier eine Abweichung von mehreren Volt festgestellt werden, so liegt eine Unterbrechung im Gleichstromweg über R316, R324, V35 R209, V36 R195 und R314 vor. Die Ausgangsspannung V_DETOUT, die über die Diagnosespannung D_DETOUT gemessen werden kann, muss mit steigendem Ausgangspegel ebenfalls ansteigen. Diagnosepunkt 510 (vergl. Tabelle 7-14 in Abschnitt. 7.6.1) gibt die Möglichkeit, dies über das Diagnosemenü des Messsenders zu tun. Bei fehlendem RF-Signal muss die Spannung V_DETOUT auf wenige 10 mV zurückgehen. Liegt hier eine große Abweichung vor, so muß der unten auf Blatt 21 gezeichnete Teil der Linearisierung (N6, Pins 5...7) betrachtet werden. Die Ausgangsspannung des OpAmp N6 an Pin 7 beträgt nur wenige 100 mV. 7.5.13 Fehler in der ALC (Stromlaufblatt 22) Hinweis: Im Messsender SFL-S wird die ALC nicht benutzt. Die ALC-Stufe mit N5 als zentralem OpAmp hat zahlreiche Schaltmöglichkeiten, die mit den CMOS- Schaltern D47 und D52 realisiert sind. Zur Fehlersuche kann hier zunächst die Spannung V_LEVEXT verfolgt werden, die an N5, Pin 7, ge- puffert zur Verfügung steht. Im ALC-ON-Betrieb und bei abgeschalteter Klemmung erscheint sie auch an R313. Der Summenpunkt an Pin 2 des ALC-OpAmps N5 muss bei eingeschwungener Regelung auf0Vliegen (virtuelle Masse). Die Klemmung (KLEMM_UP und KLEMM_DOWN) ist dann abgeschaltet, wenn die drei Bits BLANK_ENA = 0, LEV_OFF = 0 und KLEMM_UP = 0 gesetzt sind (vergl. Schal- tungsbeschreibung in Abschnitt 7.2.3, Tabelle 7-3). Setzt man BLANK_ENA = 0, LEV_OFF = 1 und KLEMM_UP = 0 so wird die ALC auf kleinen RF-Pegel geklemmt. Das Signal KLEMM_DOWN ist aktiv (= high) und gibt über den MOSFET V218 hohes positi- ves Potential auf den Integrator N5. Die Ausgangsspannung V_AMOD von N5 muss daher einen kleine Wert annehmen. Stellt man dagegen BLANK_ENA = 0, LEV_OFF = 0 und KLEMM_UP = 1 über den Direct Mode des Serviceprogrammes ein, so wird die ALC auf einen hohen RF-Pegel geklemmt. Das Signal KLEMM_UP schaltet über D47, Pins 14...16, die Pegelspannung V_LEVEXT ab und gibt stattdessen über D47, Pin 6...8, eine große negative Spannung auf den ALC-Integrator N5. Die Spannung V_AMOD muss in die- sem Fall große positive Werte annehmen. 1090.4007.00 7.35 D-2,

Ausgangsteil SML

Auch in Stellung ALC-OFF stellt sich an N5, Pin 2, 0 V ein, da R313 und R312 mit N5 einen invertieren- den Verstärker bilden. V_AMOD muss dann in Form einer positiven Gleichspannung etwa das 2,7fache des Spannungsbetrages von V_LEVEXT erreichen. V_LEVEXT ist stets negativ und liegt zwischen -5 V und 0 V. Die CMOS-Schalter D52 dienen der Umschaltung der Integrator-Zeitkonstante (Bits AMSLOW1_ON und AMSLOW2_ON). Sie werden zur Verbesserung des AM-Modulationsfrequenzganges benutzt. Die Funktion dieser Schalter kann ggfs. mit einem der Stellgleichspannung V_LEVEXT überlagertem Wechselspannungssignal überprüft werden: Ist AMSLOWx_ON (x = 1 oder / und 2) aktiv, so liegen an D52, Pin 6, bzw. D52 Pin 3 keine Wechselspannungssignale vor, da die CMOS-Schalter diese Punkte mit der virtuellen Masse des Integrators N5 verbinden. Ist AMSLOWx_ON dagegen inaktiv (low), so sperren die Schalter und an den genannten Pins liegen deutlich messbare Wechselspannungen. Man beachte, dass AM-Modulation grundsätzlich nur im ALC-ON-Betrieb erfolgt und dass die Steuer- spannung V_AMOD aufgrund der nichtlinearen PIN-Diodenkennlinie einen mehr oder weniger verzerr- ten Sinus zeigt, wenn man über V_LEVEXT sinusförmig AM-moduliert. Stellt sich der Gleichgewichtszustand mit virtueller Masse an Pin 2 am OpAmp N5 nicht ein, so ist zu prüfen, ob einer der Schalter der die Klemmung auf hohe oder niedrige Pegel auslöst noch durchge- schaltet ist. Auch könnte der Rückkopplungspfad von N5 unterbrochen sein. An Steckbrücke X3 kann der ALC-Regelkreis ggfs. unterbrochen werden. An Pin 1 kann V_AMOD di- rekt gemessen werden. Pin 3 erlaubt es, V_AMOD von extern auf den AM-Modulator einzuspeisen (vergl. Abschnitt 7.5.10). 1090.4007.00 7.36 D-2,

SML Ausgangsteil

7.6 Tabellen und Schnittstellen 7.6.1 Liste der Diagnosepunkte Folgende Diagnosepunkte sind über das Display am SML abrufbar. Die angegebenen Spannungen beziehen sich auf die gemessene Leitung (z.B. -8 V). Das Potential auf der zugehörigen Diagnoselei- tung (hier D_-8V) ist mittels Spannungsteiler in den Eingangsspannungsbereich des A/D-Umsetzers auf dem Mainboard heruntergeteilt. Dieser liegt bei -2,5V bis +2,5V. Die Teilungsfaktoren (TF) liegen dabei zwischen 2 und 11 und können ggfs. über die Formel TF = 1 + Roben / Runten berechnet werden. Tabelle 7-14 Diagnosepunkte Diagnosepunkt Meßpunkt Min. Max. (V) Bemerkung 500 D_OFFSET Baugruppenoffset 1 kΩ -0.01 V +0.01 V 501 D_+10V Versorgungsspannung +10 V +9.9 V +10.1 V 502 D_-8V Versorgungsspannung –8 V -8.0 V -8.5 V 503 D_+17V Versorgungsspannung +17 V +17.2 V +17.8 V 504 D_+3V5 Versorgungsspannung +3,5 V +3.3 V +3.8 V 505 D_+4V Versorgungsspannung +4 V +3.8 V +4.5 V 506 D_PRESET Abstimmspg. Preset-Stellglied +2.5 V +4.5 V 507 D_+7V Versorgungsspannung +7 V +7.0 V +7.3 V 508 D_TEMP Temperatur (+10 mV/oC) -0.5 V +1.0 V z.B. +45 oC = +0.45 V 509 D_AMOD Ansteuerspannung AM-Modulator0V+9 V 510 D_DETOUT Linearisierte Det.-Gleichrichtspg. 0 V +10 V 511 D_TUNE_DET Tune-Spannung für den Detektor0V+10 V 512 D_RFSRD Pegeldetektor am SRD-Treiber0V+0.5 V 513 D_RFPADRV Pegeldetektor vor der Endstufe0V+0.5 V 514 D_RFPRESET Pegeldetektor vor Preset0V+0.5 V 515 D_RFAMOD Pegeldetektor vor AM-Modulator0V+0.5 V 1090.4007.00 7.37 D-2,

Ausgangsteil SML

7.6.2 Arbeitspunkte und HF-Pegel von aktiven HF-Bauteilen Die angegebenen Einstellungen müssen ausgehend vom Preset Zustand des Gerätes vorgenommen werden. Die Bauteile sind in der Reihenfolge, in der sie im HF-Pfad liegen, aufgeführt. Zunächst sind die DC-Arbeitspunkte der im Signalweg befindlichen Schalter und Verstärker angegeben. Die Spannungsangaben sind nur Anhaltswerte und können bei den einzelnen Exemplaren des Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz um einige 100 mV abweichen. Tabelle 7-15 DC-Arbeitspunkte (gemessen ohne RF-Eingangssignal) Bauteil Pin DC-Arbeitspunkt Bemerkungen D15 4 / 5 +4,2 V / -8,2 V Frequenz < 1210,5 MHz D15 4 / 5 -8,2 V / +4,2 V Frequenz > 1210,5 MHz N7 7 +8,0 V N7 1 -8,2 V N4 8 -9,6 V Frequenz < 1210,5 MHz N4 8 +8,5 V Frequenz > 1210,5 MHz N22 3 +4,1 V N23 / N2 / N31 6 +3,2 V nur im eingeschalteten Bandpass, übrige Pins alle auf0VN13 / N9 / N27 6 +3,2 V N14 6 +3,8 V N12 6 +3,2 V N19 3 +4,1 V** N8 6 +3,2 V** N20 3 +4,0 V* V66 3 +9,2 V* V23 3 +9,0 V* D18 4 / 5 -8,2 V / +4,2 V Frequenz < 1210,5 MHz D18 4 / 5 +4,2 V / -8,2 V Frequenz > 1210,5 MHz * in Messsender SFL-S inaktiv geschaltet, d.h. der Schaltungsteil ist spannungslos (0 V) ** in Messsender SFL-S inaktiv geschaltet (0V), nur während der OPU3-Kalibrierung kurzzeitig aktiv Die Angaben zu den RF-Pegeln an den diversen Messpunkten im OPU3 beziehen sich auf die jeweils angegebenen Bedingungen. Der Messpunkt ist dabei durch Umlöten diverser Lötbrücken mit dem Sig- nalweg zu verbinden. Nach der Messung ist die Lötbrücke wieder in die in der Tabelle 7-16 angegebene Betriebsstellung zu löten. Die RF-Pegelmessung erfolgt mit einem Spektrumanalyzer. Die Angaben sind aufgrund der Leitungs- verluste bei hohen Frequenzen nur als Anhaltswert zu betrachten und können exemplarabhängig um einige dB abweichen. Nach erfolgreicher Fehlersuche muss jedoch der RF-Ausgangspegel des SML, SMV bzw. SFL-S kalibrierbar sein. Das Serviceprogramm darf keine Pegelfehler mehr anzeigen. 1090.4007.00 7.38 D-2,

SML Ausgangsteil

Tabelle 7-16 RF-Pegel Mess- Lötbrücke in Lötbrücke in Frequenz- RF-Pegel Bemerkungen punkt Messstellung Betriebsstellung einstellung am SML X9 X13: 1-4 X13: 1-2 siehe Tabelle 7-9 in Abschnitt 7.5.7 X10 1500 MHz -2,8 dBm +/-3 dB im Direct Mode muss das passende Filter und die X10 X14: 1-4 X14: 1-2 2250 MHz -4,0 dBm +/-3 dB richtige TUNE_BP- Einstellung vorhanden X10 3000 MHz 0 dBm +/-3 dB sein! fin = 750 MHz X324 X6: 1-2 X6: 1-2 1500 MHz -1,6 dBm +/-5 dB IQ_CW = 0, ALC_ON = 0 PRESET = 2000dez X325* X7: 3-4 X7: 1-2 1500 MHz -8 dBm +/-5 dB IQ_CW = 1, ALC_ON = 0 X8: 2-3 X8: 1-2 PRESET = 2000dez V_LEVEXT = -3,5 V X17* X16: 1-4 X16: 1-2 1500 MHz +21 dBm +/-5 dB IQ_CW = 1, ALC_ON = 0 PRESET = 2000dez V_LEVEXT = -3,5 V X323* - - 1500 MHz +17 dBm +/-5 dB IQ_CW = 1, ALC_ON = 0 PRESET = 2000dez V_LEVEXT = -3,5 V * im Messsender SFL-S nicht benutzt 7.6.3 Stromaufnahme Die Stromaufnahme des Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz am Stecker X321 ist nachfolgend unter der Be- dingung angegeben, dass das Ausgangsteil aktiv ist. D. h. es ist am SML, SMV oder SFL-S eine Fre- quenz von mehr als 1210,5 MHz eingestellt. Tabelle 7-17 Stromaufnahmen Spannung +24 V +12 V +5 V +3,3 V -12 V typisch 15 mA 660 mA 310 mA 6 mA 65 mA Toleranz +/- 5 mA +/- 50 mA +/- 50 mA +/- 3 mA +/-10 mA 1090.4007.00 7.39 D-2,

Ausgangsteil SML

7.6.4 Digitale Schnittstelle In der folgenden Tabelle sind die Bedeutungen der Einstellbits des Gerätes aufgeführt. Die Einstellung der Bits kann größtenteils an den Schieberegisterausgängen nachgemessen werden. Die Pinbelegung ist den Stromlaufunterlagen zu entnehmen. Tabelle 7-18 Steuerbits Byte Bit IC Leitung Bedeutung Funktionsweise (6) 3 D13 PRESET11 12-Bit-Preset-DAC Steuerspannung für den PRESET 2 D13 PRESET10 D13 V_PRESET (DAC 8143: MSB first) 1 D13 PRESET9 (siehe Tabelle 7-12 in Abschnitt 7.5.9) 0 D13 PRESET857D13 PRESET7 6 D13 PRESET6 5 D13 PRESET5 4 D13 PRESET4 3 D13 PRESET3 2 D13 PRESET2 1 D13 PRESET1 0 D13 PRESET047D9 AUX2 frei 6 D9 DETSLOW_OFF Detektor-Lade-C-Umschaltg. 0 = Lade-C groß, 1 = Lade-C klein 5 D9 OPU3_BRIDGED schaltet Umwegleitung 0 = OPU3 aktiv, 1 = Umwegleitung aktiv 4 D9 MULTIP_ON SRD-Vervielfacher an 0 = Vervielfacher aus, 1 = Vervielfacher an 3 D9 AMSLOW2_ON AM-Bandbreite20= normal, 1 = schmal 2 D9 AMSLOW1_ON AM-Bandbreite10= normal, 1 = schmal 1 D9 ALC_ON Pegelregelung 0 = aus, 1 = ALC ein 0 D9 IQ_CW schaltet IQ-Mod. ein 0 = IQ-Modulator, 1 = AM-Mod. 3 7 D11 DET7 8-Bit-Det.-Tune-DAC Abstimmspannung TUNE_DET für die 6 D11 DET6 U2 Detektorlinearisierung 5 D11 DET5 (siehe Tabelle 7-13 in Abschnitt 7.5.12) 4 D11 DET4 3 D11 DET3 2 D11 DET2 1 D11 DET1 0 D11 DET027D8 BLANK_ENA Austastsignal aktivieren 0 = gesperrt, 1 = aktiviert 6 D8 LEV_OFF Pegelabsenkung 0 = Pegel normal, 1 = Pegel auf min. 5 D8 KLEMM_UP Pegelklemmung 0 = Pegel normal, 1 = +13 dBm 1090.4007.00 7.40 D-2,

SML Ausgangsteil

Byte Bit IC Leitung Bedeutung Funktionsweise 4 D8 AUX1 frei 3 D8 BLANK_NORM Polarität Austastsignal 0 = invertiert, 1 = normal 2 D8 BP3 Bandpaßauswahl31= BP 2,8...3,3 GHz aktiv, 0 = aus 1 D8 BP2 Bandpaßauswahl21= BP 2,2...2,8 GHz aktiv, 0 = aus 0 D8 BP1 Bandpaßauswahl11= BP 1,2...2,2 GHz aktiv, 0 = aus17D12 AUX0 frei 6 D12 PRESET_ON Stromversorgung Preset 0 = Standby, 1 = aktiv 5 D12 OPU3_ON Stromversorgung allg. 0 = Standby, 1 = aktiv 4 D12 DMUX1_ON DMux-Auswahl MUX0 (D3) 0 = MUX0 aus, 1 = MUX0 aktiv 3 D12 DMUX0_ON DMux-Auswahl MUX1 (D4) 0 = MUX1 aus, 1 = MUX1 aktiv 2 D12 DMUXAD2 DMux-Adressierung (MSB) Mux-Adresse21D12 DMUXAD1 DMux-Adressierung Mux-Adresse10D12 DMUXAD0 DMux-Adressierung (LSB) Mux-Adresse007D10 BP7_1 8-Bit-BP-Tune-DAC Abstimmspannung TUNE_BP für die 6 D10 BP6_1 U1 Bandpaßfilter 5 D10 BP5_1 (siehe Tabelle 7-11 in Abschnitt 7.5.8) 4 D10 BP4_1 3 D10 BP3_1 2 D10 BP2_1 1 D10 BP1_1 0 D10 BP0_1 1090.4007.00 7.41 D-2,

Ausgangsteil SML

7.6.5 Externe Schnittstellen Tabelle 7-19 Externe Schnittstellen SignalRAWertebereich PT Anschluß Bemerkung Steckverbinder X321 MasseBA0V- X321.1 +24VMIP+24 V +/-0,2VPX321.2 MasseBA0V- X321.3 +12VMIP+12 V +/-0,1VPX321.4 MasseBA0V- X321.5 -12VMIP-12 V +/-0,1VPX321.6 MasseBA0V- X321.7 +5VMIP+5 V +/-0,1VPX321.8 MasseBA0V- X321.9 +3VMIP+3,3 V +/-0,1VPX321.10 MS_OPU3_NIDLVT - X321.11 Modul-Select STROBE_NIDLVT - X321.12 Ladeimpuls Schieberegister SERDATA_NIDLVT - X321.13 Schieberegistereingang EEDATAIDLVT - X321.14 EEPROM I2C Data SERCLK_NIDLVT - X321.15 Schieberegistertakt EECLK_NIDLVT - X321.16 EEPROM I2C Clock ALC_INTODLVT - X321.17 ALC-Interrupt V_DIAGOA-2,5 V ... +2,5 V - X321.18 Diagnosespannung BLANKIDLVT - X321.19 Austastung LEV_EXTIA-6 V...0 V, 0...50 kHz - X321.20 Pegelführungsgröße n.c. - - - - X321.21 (bei IQMOD: IQMOD_MS1_N) n.c. - - - - X321.22 (bei IQMOD: IQMOD_MS2_N) -12VMIP-12 V +/-0,1VPX321.23 n.c. - - - - X321.24 (bei IQMOD: BB_CN) +12VMIP+12 V +/-0,1VPX321.25 +12VMIP+12 V +/-0,1VPX321.26 Steckverbinder X322, X323 RF_INIA9kHz ... 1,1 GHz P X322 RF-Eingang (SMA-Bu) -9...+24 dBm, typ. +15.5 vom Mainboard dBm RF_OUTOA9kHz ... 3,3 GHz P X323 RF-Ausgang (SMA-Bu) -10 ... +23 dBm. zur Eichleitung Steckverbinder X324, X325 RF_UNMODOA250 MHz ... 3,3 GHz P X324 Ausgang zum IQMOD-Eingang typ. -4 dBm X410 (SMA-Bu) RF_MODIA9kHz ... 1,1 GHz P X325 Eingang vom IQMOD-Ausgang typ. -10 dBm X411 [wird nur beim SMV ver- wendet, nicht SFL-S](SMA-Bu) Eintrag in der Spalte R (Richtung): O = Ausgang I = Eingang B = Bidirektional Eintrag in der Spalte A (Art): A = Analog D = Digital P = Power Eintrag in der Spalte PT: P = Prüfwert T = Trimmwert D = Typprüfwert E = Einstellwert Abkürzungen: LVT: VOH ≥ 2V, VOL ≤ 0.55V 1090.4007.00 7.42 D-2,

SML Ausgangsteil

7.7 Glossar AF Audio Frequency, Niederfrequenz ALC Automatic Level Control, automatische Pegelregelung AM Amplitudenmodulation CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor D/A digital / analog DAC Digital/Analog Converter, D/A-Umsetzer DC Direct Current, Gleichspannung/-strom DTP Diagnosis Test Point, Diagnosepunkt EEPROM Electrically Erasable Programmable Read Only Memory GaAs Gallium Arsenide ggfs. gegebenenfalls HF Hochfrequenz HFET Heterostructure Field Effect Transistor I Inphase Signal IC Integrated Circuit I2C Inter-IC-Bus FET Field Effekt Transistor MMIC Microwave Monolithic Integrated Circuit n Frequenzvervielfachungsfaktor beim OPU3 NOR Not-OR-Gatter OpAmp Operational Amplifier, Operationsverstärker OPU1 Output Unit 1 GHz, Kurzbezeichnung für das Ausgangsteil 1,2 GHz auf dem SML-Mainboard OPU3 Output Unit 3 GHz, Kurzbezeichnung für das Ausgangsteil 2 GHz / 3 GHz PIN Positive-Intrinsic-Negative Q Quadrature Signal RF Radio Frequency RF1200 Umwegleitung um den SRD-Vervielfacher und die Filter (s. Blockschaltbild) SCL I2C-Bus Taktsignal SDA I2C-Bus Datensignal, bidirektional SMP HF-Steckverbindersystem SRD Step Recovery Diode TF Teilungsfaktor Überbrückungsleitung schaltet das Eingangssignal von X322 direkt auf den Ausgang X323 1090.4007.00 7.43 D-2,

Ausgangsteil SML

7.8 Index +7V-Betriebsspannung 24 Filterumschaltung 29 +8V_BRIDGED 8 Frequenzschema 4 -8V_BRIDGED 8 GaAs-FET-Schalter 8, 11, 26 Abstimmspannung 5 Gerätedaten (DEVICE) 18 ALC 5, 7, 12, 34, 35 GPIB 17 ALC_INT 7 HF-Dichtigkeit 14 ALC_ON 12, 33, 36 HF-Pegel 38 AM-Modulationsfrequenzgang 36 Hinweise zu Lötbrücken 16 AM-Modulator 3, 4, 10, 12, 33 I/Q-Modulator 3, 4, 9, 10, 13 AMSLOW 36 IEC625 17 Arbeitspunkte 38 IEEE488 17 Ausgangsstufe 11 Installation 17 Ausgangstiefpass 11, 34 IQ_CW 32 Ausgangsverstärker 3, 4 Kalibrierung 5, 11 Aussteuerung AM-Modulator 10 Kalibrierwerte 4 Bandpassfilter 3, 9, 29 Kammgenerator 26 Baugruppendaten 6 Kammspektrum 26 BLANK 5, 7 KLEMM_DOWN 12, 35 BLANK_ENA 7, 35 KLEMM_UP 12, 33, 35 BLANK_NORM 7 Kühlhilfe 16 Blockschaltbild 3 LEV_EXT 5 CH10N 32 LEV_OFF 7, 35 CLK 5, 25 Linearisierung 11 COM1 18 Logarithmierung 11 CVI-Runtime-Engine 17 Lötbrücken 38 D/A-Umsetzer 8 Lötbrücken, Hinweise 17 D_+10V 23, 37 Messbuchsen 16 D_+17V 23, 37 Meßgeräte und Hilfsmittel 15 D_+3V5 23, 37 Messung bis 3 GHz 17 D_+4V 23, 37 MI_ALC2 5, 7 D_+7V 23, 24, 37 Modul Check 19 D_-8V 23, 37 Modultest 18 D_AMOD 23, 37 MS_OPU3_N 5, 25 D_DETOUT 23, 35, 37 Netzwerkanalysator 16 D_OFFSET 37 Nullmodemkabel 18 D_PRESET 23, 31, 37 Oberwellenabstand 11 D_RFAMOD 23, 37 Öffnen der Baugruppe 13 D_RFPADRV 23, 37 OPU3_ON 11 D_RFPRESET 23, 37 Pegeldetektor 11 D_RFSRD 23, 26, 37 Pegeldynamik 5 D_TEMP 7, 23, 37 Pegelfehler 38 D_TUNE_DET 23, 37 Pegelführungswert der ALC 5 DATA 5, 25 Pegelregelung 5 Datensatz im EEPROM 25 PIN_BP1 29 Datenübertragung 25 PIN_BP2 29 DC/DC-Wandler 5, 29 PIN_BP3 29 DC-Arbeitspunkte 16, 38 PIN-Diode 8, 9, 26, 29, 32, 33 Detektor 11 Prüfbuchsen 16 Detektor-Linearisierung 8 Prüfstecker X5 24 Diagnosemultiplexer 5, 7 Referenzsspannung 10,0 V 24 Diagnosepunkt 16 Report 19 Diagnosepunkte 23, 37 RF Preset 10 Diagnosespannung 5 RF_IN (X322) 42 Diagnostics 20 RF_MOD (X325) 10, 42 Direct Mode 21, 29, 35 RF_OUT (X323) 42 DTP 20 RF_UNMOD (X324) 10, 42 EECLK_N 5 RF1200 9, 10, 11 EEDATA 5 RF-Pegeltabelle 39 EEPROM 6, 25 RF-Preset 3, 31 Einstellbits 40 Richtkoppler 11, 34 Endstufe 11, 16, 34 RS232 17 Equalizer 9 Schieberegister 5, 40 Errors 18 Schließen der Baugruppe 14 externe Schnittstellen 42 Schnittstellen 42 Fehlermeldung 18 SERCLK_N 5 Fehlersuche 13, 16, 22 SERDATA_N 5 Filterfrequenzbereiche 4, 9 Serviceprogramm 17, 22, 31 Filterfrequenzgang X9-X10 31 Setup.exe 17 1090.4007.00 7.44 D-2,

SML Ausgangsteil

SML_SERV.EXE 17 V_AMOD 7, 10, 12, 33, 35 SML-Mainboard 3 V_DETOUT 11, 35 Spannungsregler 8 V_DIAG 5, 7 SRD 3, 8 V_LEVEXT 12, 34, 35 SRD-Vervielfacher 28 V_PRESET 4, 10, 31, 32 Steckbrücke X3 33 V23 34 Step-Recovery-Diode 3, 26 V66 34 Step-Recovery-Vervielfacher 8 Varicap-Dioden 29, 31 Step-Up-Schaltregler 5 Versorgungsspannungen vom SML-Mainboard 24 Steuerbits 40 Vervielfacher 28 Streifenleitung 9 Wärmeabfuhr 16 STROBE_N 5 Windows 17 Stromaufnahme 39 WR 5, 25 Temperatur 18 X10 9, 29, 32 Temperaturkompensation 11 X11 34 Temperatursensor 7 X3 33 Test Report 19, 20, 22 X321 5, 13, 14, 25, 42 Testpunkte 16, 20 X322 8, 13, 14, 26, 42 Tiefpassfilter, 3,5 GHz 5 X323 8, 13, 14, 26, 34, 42 TUNE_BP 24, 29 X324 10, 13, 14, 32, 33, 42 TUNE_DET 11, 35 X325 10, 13, 14, 33, 42 Überbrückungsleitung 3, 5, 26, 34 X5 8, 24 Überbrückungsleitung RF1200 11 X9 9, 26, 29 Umwegleitung RF1200 3, 9, 10 1090.4007.00 7.45 D-2, Service Instructions Output Unit 2 GHz / 3 GHz 1090.4007.00 Printed in the Federal Republic of Germany 1090.4007.00 1 E-2,

SML Output Unit Contents

7 Output Unit 2 GHz / 3 GHz ... 3 7.1 Overview... 3 7.2 Function Description... 3 7.2.1 Control Interface and 30 V Generator ... 5 7.2.2 Shift Registers & EEPROM ... 6 7.2.3 Diagnosis Multiplexer, Temperature Sensor, ... 7 7.2.4 Voltage Control... 8 7.2.5 D/A Converter... 8 7.2.6 GaAs FET Switch ... 8 7.2.7 SRD Multiplier... 9 7.2.8 Tunable Bandpass Filter ... 9 7.2.9 RF Level Preset... 10 7.2.10Amplitude Modulator ... 10 7.2.11Output Stage ... 11 7.2.12Output Lowpass, Directional Coupler... 11 7.2.13Level Detector ... 11 7.2.14ALC... 12 7.3 Opening the Output Unit 2 GHz / 3 GHz ... 13 7.4 Special Measuring Equipment and Accessories... 15 7.5 Troubleshooting ... 16 7.5.1 Preliminary Remark... 16 7.1.2 Service Utility Program ... 17 7.1.3 Start of Troubleshooting ... 22 7.1.4 Faulty Supply Voltages ... 24 7.1.5 Errors with Data Transmission (circuit diagram sheet 2) ... 25 7.1.6 Errors in the Detour line (circuit diagram sheets 7 and 20) ... 26 7.1.7 Errors in the Comb Generator (circuit diagram sheet 8) ... 26 7.1.8 Errors in the Bandpass Filters (circuit diagram sheets 9 to 15) ... 29 7.1.9 Errors with RF Preset (circuit diagram sheet 16) ... 31 7.1.10Errors in the AM Modulator (circuit diagram sheets 17 and 18) ... 33 7.1.11Errors in the Output Stage (circuit diagram sheets 19 and 20) ... 34 7.1.12Errors in the Detector (circuit diagram sheet 21)... 35 7.1.13Errors in the ALC (circuit diagram sheet 22) ... 35 1090.4007.00 7.1 E-2,

Output Unit SML

7.6 Tables and Interfaces... 37 7.6.1 List of Diagnosis Test Points ... 37 7.6.2 Working Points and RF Levels of Active RF Components... 38 7.6.3 Power Consumption ... 39 7.6.4 Digital Interface ... 40 7.6.5 External Interfaces ... 42 7.7 Glossary ... 43 1090.4007.00 7.2 E-2,

SML Output Unit

7 Output Unit 2 GHz / 3 GHz 7.1 Overview The Output Unit 2 GHz / 3 GHz extends the frequency range of the SML mainboard in the Signal Generators SML, SMV and SFL-S (9 kHz to 1210.5 MHz) by the range 1210.5 MHz to 3300 MHz. The input signal is derived from the frequency range of approx. 600 MHz to 900 MHz from OPU1 on the SML mainboard. The Output Unit 2 GHz / 3 GHz (briefly OPU3) can be bypassed using two GaAs FET switchover ICs for the frequency range from 9 kHz to 1210.5 MHz. The output of the Output Unit 2 GHz / 3 GHz is followed by an electronic attenuator, i.e. a 3.3 GHz attenuator with the Signal Generators SML03, SMV, SFL-S or a 2.2 GHz attenuator with the Signal Generators SML01, SML02. Model Use Remark SML 02 Use up to 2.2 GHz with 2.2 GHz attenuator OPU3 completely used SML 03 Use up to 3.3 GHz with 3.3 GHz attenuator OPU3 completely used SMV Use together with I/Q modulator (model 04) OPU3 completely used up to 3.3 GHz with 3.3 GHz attenuator SFL-S Use together with I/Q modulator (model 02) OPU3 only used up to X324 up to 3.3 GHz with 3.3 GHz attenuator Output stage is disabled The following models of the Output Unit 2 GHz / 3 GHz (OPU3) are used: Modification status Remark 04.xx No DC/DC converter to generate the tuning voltage for the baseband filters. 07.xx Includes a DC/DC converter to generate +30 V for baseband filter tuning. 7.2 Function Description The Output Unit 2 GHz / 3 GHz (briefly OPU3) mainly consists of the function blocks comb generator including step recovery diode (SRD), bandpass filters to filter the desired harmonic, RF preset, AM modulator and 3.3 GHz output amplifier. A series of RF switches provide for bypassing the module for frequencies between 9 kHz and 1210.5 MHz (detour line). The AM modulator and the SRD multiplier can be bypassed if the external I/Q modulator (in the Signal Generators SMV and SFL-S) is connected (detour line RF1200). The module is addressed by the SML mainboard via the usual serial control interface using the module- select signal. 1090.4007.00 7.3 E-2,

Output Unit SML

A simplified block diagram is shown below: Tune-BP RF_IN RF_OUT X322 SRD Preset AM PA 3.5 GHz X323 250...1200 MHz (an I/Q-Modulator)

ALC

X324 X325 nach von I/Q-Modulator 9 kHz...1200 MHz (OPU3 überbrückt) 7BM3 - Gregor Kleine, 26.10.99 Fig. 7.2 Simplified block diagram of Output Unit 2 GHz / 3 GHz Note: A detailed block diagram is provided on sheet 1 of the circuit diagram 1090.4007.01S. The multiplication is realized using a step-recovery diode, whose 2-time, 3-time and 4time harmonic can be used according to the following schedule: Table 7-1 Frequency schedule of Output Unit 2 GHz / 3 GHz n Input frequency Output frequency 2 605.25 to 909 MHz 1210.5 to 1818 MHz 3 606 to 885 MHz 1818 to 2655 MHz 4 663.75 to 825 MHz 2655 to 3300 MHz The selection of the desired spectral line is made by means of a tunable, three-stage bandpass filter which can be set to the desired frequency via a D/A converter using calibration data stored in the instrument. This filter suppresses unwanted spurious, i.e. adjacent spectral lines from the step-recovery diode, down to -60 dBc. The filter frequency ranges are specified as follows: Table 7-2 Filter frequency ranges Filter Frequency range 1 1210.5 to 2200 MHz 2 2200 to 2800 MHz 3 2800 to 3300 MHz A level preset element is connected subsequently which compensates for the level fluctuations; thus, the amplitude modulator that follows can always be operated in its optimum working point. An internal calibration routine LEVEL PRESET determines the setting values of the DAC for the preset element (V_PRESET). The subsequent modulation stage can be switched over between the internal AM modulator and an external add-on I/Q modulator (IQMOD, 2084.4692.xx or 2084.5218.xx). The internal AM modulator provides a dynamic range of approx. 45 dB as well as low synchronous phase modulation. The output amplifier must supply a very high output level of up to +27 dBm due to the high insertion loss of the subsequent circuitry (in particular, the external attenuator connected downstream). 1090.4007.00 7.4 E-2,

SML Output Unit

Following lowpass filtering with a cutoff frequency of 3.5 GHz, a directional coupler functions as test point for level control (ALC). It is followed by the second GaAs switch of the detour line. The detector with a linear dynamic of approx. 30 dB in conjunction with an ALC is provided to set the exact output level and generate the AM. The stored calibration data provide for the linear operation of the detector via a D/A converter in dependence of the frequency such that the level is continuously reduced by 25 dB. The command variable for the level (incl. AM modulation signal) is provided by the mainboard of the SML. 7.2.1 Control Interface and 30 V Generator Circuit diagram 1090.4007.01S, sheet 2 Connector X321 supplies the operating voltages, the digital control signals (see section 7.2.2) and various special control lines for the OPU 3. The five operating voltages are filtered using sufficiently dimensioned chokes and electrolytic capacitors followed by feedthrough filters to suppress the RF. The digital control signals MS_OPU3_N, STROBE_N, SERDATA_N, EEDATA, SERCLK_N and EECLK_N are described in detail in the following chapter. The output signal MI_ALC2 is an interrupt signal which has a high logic level (+3.3 V) when the level control (ALC) can no longer maintain the output level. V_DIAG passes an analog diagnosis voltage of –2.5 V to +2.5 V to the SML mainboard for further evaluation. The multiplexers D3 and D4 allow selection from 16 different diagnosis test points. Since V_DIAG is a common line for all units in the Signal Generators SML, SMV or SFL-S, only one test point may be through-connected at a time. The other units then connect their diagnosis multiplexers to high impedance. The BLANK signal allows for faster blanking of the RF output level in case of frequency or RF level variations. The reference level is input via the LEV_EXT connector in the OPU3 and is used for level setting as well as for AM modulation with an AF bandwidth of 50 kHz. The DC level of LEV_EXT is between0Vand -5 V. From modification status 07.00 or higher, the OPU3 is equipped with a 30 V DC/DC converter to provide for a higher tuning voltage for bandpass filter tuning. It consists of the step-up control U4 and is effectively decoupled by the pre- and post-connected LC sections in order to remove noise voltages from the signal processing unit of the OPU3. 1090.4007.00 7.5 E-2,

Output Unit SML

7.2.2 Shift Registers & EEPROM Circuit diagram 1090.4007.01S, sheet 3 The OPU3 settings are made using shift registers. SERDATA_N, SERCLK_N and STROBE_N signals are therefore routed via the 26-pin multi-connector X321 to the board. Since SERDATA_N, SERCLK_N and STROBE_N lead to various external modules of the SML, there is a specific module-select signal MS_OPU3_N which provides for through-connection of the three signals via the NOR gate D2. The signals DATA, WR and CLK pass via the feed-through filters Z4, Z6 and Z8 to the shift registers D8 to D12 and the 12-bit DAC D13. When applying the module-select signal MS_OPU3_N (low-active) the data are serially read in the shift registers D8 to D12 and in the 12-bit DAC D13 and strobed into the output registers by the signal STROBE_N. Section 7.6.4 lists the bits and their functions in table 7-18. D1 is the EEPROM which contains the module data (board identification OPU3, serial No., modification status, model and other manufacturing data) and the calibration data. Jumpers X1 and X2 provide for direct access to the EEPROM via I2C bus (SCL and SDA), if necessary. The signal line EEDATA passes the read and write data (bi-directional). The SDA output of the EEPROM is an open-drain output and routes directly to the interface X321. A common pull-up resistor for the EEDATA line is provided on the SML mainboard. SCL is the clock input for clocking in and out data into the component. It is masked via NOR gate D2 by the module-select signal MS_OPU3_N such that a I2C clock signal passes to the EEPROM only with access to OPU3. MS_OPU3_N Strobe_N 1 Strobe SERDATA_N 1 Data 1 Clock SERCLK_N EECLK_N 1 HCT EEDATA Dat Clock

EEPROM

Fig. 7.2.2 Serial data interface of the Output Unit 2 GHz / 3 GHz 1090.4007.00 7.6 E-2,

SML Output Unit

7.2.3 Diagnosis Multiplexer, Temperature Sensor, ... Circuit diagram 1090.4007.01S, sheet 4 The diagnosis multiplexer D3 and D4 selects one out of 16 diagnosis voltages. The DMUX0_ON and DMUX1_ON signals select the corresponding 8-bit multiplexer. The inverters D5 in these lines make it impossible to activate D3 or D4 after power-up and prior to initialization of the shift registers, since all diagnosis voltages - even those of other modules - are routed to the mainboard via line V_DIAGVD. D3 and D4 are operated by the +3.3 V supply and by a negative supply voltage of approx. -2.7 V, which is generated by the Zener diode V46 and the series resistor R246. The temperature sensor U5 measures the internal temperature of the module and outputs it via D_TEMP at 10 mV/oC. Example: +40 oC corresponds to 0.40 V on D_TEMP. The logic of BLANK, BLANK_ENA, BLANK_NORM and LEV_OFF provides for carrier switch-off. LEV_OFF switches off the carrier with HIGH level, if BLANK_ENA = 0. If BLANK_ENA = 1, the BLANK input becomes active: with BLANK_NORM = 0 LEV_OFF switches off only if the BLANK input is set to 0. With BLANK_NORM = 1 LEV_OFF switches off only if the BLANK input is set to 1. Table 7-3 Interaction of the BLANK signals with LEV_OFF and KLEMM_DOWN BLANK BLANK_E BLANK_NO LEV_OF KLEMM_DOW Remark NA RMFNx0x00x0x11If BLANK_ENA = 0, then LEV_OFF is immediately effective0100001011If BLANK_ENA = 1 and BLANK_NORM = 0, then LEV_OFF = 1 is effective only if BLANK = 011000110100110001110If BLANK_ENA = 1 and BLANK_NORM = 1, then LEV_OFF = 1 is effective only if BLANK = 11110011111The circuit with comparator U3 is for monitoring the ALC amplitude control loop: if the control voltage V_AMOD (see sheet 22) exceeds +9.4 V, output pin 1 of U3 assumes0Vand the RC section R102, C8 initiates the interrupt signal ALC_INT with delay via D5. A high level (+3.3 V) indicates the interrupt. If the loop can no longer control the level, a message will be sent to the processor on the SML mainboard via the interrupt. 1090.4007.00 7.7 E-2,

Output Unit SML

7.2.4 Voltage Control Circuit diagram 1090.4007.01S, sheet 5 N11 provides a precise, non-adjusting reference voltage +10.0 V for all internal voltage regulators. After buffering by means of N29 the reference voltage passes to the five regulators for the internal operating and reference voltages. These voltages can be centrally measured at X5. Table 7-7 in section 7.5.4 lists the rated values. Besides, all of the five supply voltages generated internally can be measured using the diagnosis multiplexer. They are then divided using voltage dividers to the V_DIAG voltage range of -2.5 V to +2.5 V. With display on the SML, however, these divisors are taken into account such that the non- divided voltages are displayed (see section 7.5.1). The two series resistors R276 and R121 reduce the +24 V at the collector of V106 in order to reduce the thermal load of the transistor. The collector voltage of V106 should always be1Vto2Vabove the +17.5 V output voltage of the +17 V regulator. 7.2.5 D/A Converter Circuit diagram 1090.4007.01S, sheet 6 The D/A converters U1, U2 and D13 (see sheet 3) generate the control voltages for the tunable bandpasses (sheets 10 to 15), the detector linearization (sheet 21) and the pin-diode preset element (see sheet 16). Sections 7.5.8, 7.5.12 and 7.5.9 mention the output voltages of these three DAC stages for troubleshooting. 7.2.6 GaAs FET Switch Circuit diagram 1090.4007.01S, sheets 7 and 20 The GaAs FET switch D15 (sheet 7) and its counterpart D18 (sheet 20) connect the input socket X322 and the output socket X323 via the reverse-biased shorting diodes V83 and V84 to generate a path to the RF output for the frequency range from 9 kHz to 1210.5 MHz. C167 and C170 provide for the necessary DC isolation and are adapted to 50 Ω via L91, L134 or L137, L93. L136 is used to match the diodes V83 and V84. The control voltages of the RF switches D15 and D18 - measured on the control lines +8V_BRIDGED and -8V_BRIDGED - are +4.2 V and -8.2 V. If one of the lines carries +4.2 V, the other one carriers -8.2 V. These potentials change line with switchover. The two voltage values are supplied by the opamps N7 and can be measured at the amplifier outputs: N7.7. +8.0 V, N7.1: -8.2 V. With operation of the OPU3, the voltage passes via RF1 to the step recovery multiplier (see subsequent section). The PIN diodes V83 and V84 short-circuit the direct path to prevent crosstalk between the RF input X322 and the RF output X323. These shorting diodes are controlled by N24. With OPU3 bypassed the voltage measured at C289 is approx. -9.5 V. With OPU3 active it is +8.1 V The input level with OPU3 active is approx. +15 dBm, since the 1.2 GHz output unit of the SML mainboard (= OPU1) is clamped to this value. 1090.4007.00 7.8 E-2,

SML Output Unit

7.2.7 SRD Multiplier Circuit diagram 1090.4007.01S, sheet 8 The RF1 signal is either switched to the detour line RF1200 by the PIN diode switch V1, V2, V4 to V7, thus bypassing multipliers and bandpass filters or to the step-recovery diode multiplier by the amplifier N22 and SRD diode V31. Line RF1200 allows for through-connecting 250 MHz to 1210.5 MHz signals to the connectors of the external modulator (2084.4692.xx or 2084.5218.xx) without being subject to multiplication and bandpass filtering. With multiplier operation, N22 amplifies the input signal (approx. 600 to 900 MHz) to approx. +18 dBm and passes it to the SR diode V31. A highpass filter (... L39, L62, ...) suppresses the fundamental. The equalizer C41/L12 slightly increases the levels of the high multiples to make sure that all frequency lines (n = 2, n = 3 and n = 4) are passed to the bandpasses with similar levels of 0 to +5 dBm. The comb spectrum of V31 can be measured at X9, if X13 is resoldered to 1-4. The transistor V67 provides the +7 V operating voltage for the MMIC RF amplifiers N22 (SRD multiplier, sheet 8), N19 (AM modulator, sheet 17) and N20 (output stage, sheet 18). This internal operating voltage can be externally measured via D_+7. 7.2.8 Tunable Bandpass Filter Circuit diagram 1090.4007.01S, sheets 9 to 15 The comb spectrum is distributed onto the three tunable bandpass filters via the PIN switches V8, V9, ... and V41, V42, ... The PIN diodes are turned on by the drivers N32. Lines PIN_BP1, PIN_BP2 and PIN_BP3 are connected to the voltages listed in table 7-10 of section 7.5.8 to activate the associated bandpass filter path. If an error occurs, it is advisable to check the voltages at the PIN diodes, too. A forward-biased diode reveals a voltage drop of approx. 0.7 V between the anode and the cathode, whereas a reverse-biased diode must reveal a reverse voltage of several volts between cathode and anode. Multiples of 0.7 V must consequently occur with cascaded PIN diodes. The frequency band 2 GHz to 3.3 GHz is distributed onto the three filters as follows: Table 7-4 Filter frequency ranges Filter Frequency range 1 1200 to 2200 MHz 2 2200 to 2800 MHz 3 2800 to 3300 MHz Each bandpass filter path starts with an equalizer (e.g. L49, C214, L48, C213) which reduces the frequency response of the strip line bandpasses in the respective tuning range. Then, a three-circuit strip-line bandpass is connected which is followed by an amplifier (e.g. N23). This sequence is arranged three times in succession per filter path, the last filter stage being, however, not equipped with an amplifier. Instead, a common amplifier N14 (sheet 16) is connected after the PIN diode switch at the output. The amplifiers of the currently selected filter path are switched on, respectively, via the transistors V71, V70... Measuring the DC voltage at the output of the two MMIC amplifiers in the filter path reveals, which of the filter paths is switched on: if switched on, approx. +3 V to +3.5 V can be measured at chokes L70, L68, ... of theses MMICs. If the filter path is switched off, the voltage at these chokes is 0 V. 1090.4007.00 7.9 E-2,

Output Unit SML

The characteristic of the three bandpass filters and the correct tuning to the frequency set on the SML can be measured via SMP sockets X9 and X10, if the jumper X13 (sheet 8) is soldered to 2-3 and X14 (sheet 16) to 1-4. 7.2.9 RF Level Preset Circuit diagram 1090.4007.01S, sheet 16 The PIN-diode control V54/V57 functions as a variable attenuator with a dynamic range of approx. 20 dB. The temperature-stabilized current supplied by the current source V40 is distributed to the PIN modulator and to the diode V52 using the difference amplifier V73 depending on the voltage V_PRESET. The preset element is used to operate the AM modulator (sheet 17) always in its optimum working point in relation to the frequency in spite of level variations of the individual comb frequency lines and varying amplifications in the three bandpass filter paths. Calibration values stored internally set the voltage V_PRESET via the above-mentioned DAC such that the dynamic range of the AM modulator is always about 14 dB below its minimum attenuation. The level preset stage then sets the level in this working point such that the desired RF output level of the signal generator is obtained. The preset element is voltage-controlled via V_PRESET which is obtained from the 12-bit DAC D13 (sheet 3) and the opamp N1 (sheet 6) connected for level shifting. The voltage range of V_PRESET is between +2.5 V and +4.5 V (see section 7.2.9). Following the PRESET element, the detour line RF1200 is connected again into the signal path via PIN switches V81, V82, ... and allows for bypassing the multiplier stage and the subsequent bandpass filter (see block diagram). It routes the signals with the frequencies between 250 MHz and 1210.5 MHz to X324 and, in the Signal Generators SMV and SFL-S, to the IQ modulator (2084.4692.xx or 2084.5218.xx) (see sheet 17 of circuit diagram) where the IQ-modulator input is connected. 7.2.10 Amplitude Modulator Circuit diagram 1090.4007.01S, sheets 17 and 18 The PIN modulator V153 - V158 is used as a variable attenuator with a dynamic range of approx. 45 dB. The temperature-stabilized current supplied by current source V39 is distributed to the PIN modulator and to the diodes V48 - V50 depending on the voltage V_AMOD by means of the difference amplifier V75. A pair transistor array (BC857) is used to keep the temperature effect of the difference amplifier as low as possible - similar to PRESET. The low-noise amplifier N8 (sheet 18) increases the level which is considerably low following the AM modulator due to the working point and the additional insertion loss. The dynamic range of the AM modulator is preselected by the PRESET element such that it is operated approx. 12 to 15 dB below the minimum insertion loss, thus allowing for trouble-free AM modulation. The PIN switches V105/V152 and V159/V160 (sheet 18) allow for removing the AM modulator from the signal path and connecting an external I/Q modulator (2084.4692.xx or 2084.5218.xx) via the sockets RF_UNMOD (X324) and RF_MOD (X325). If an error occurs, the AM modulator can also be checked via the RF sockets X324, RF_UNMOD, and X325, RF_MOD using a network analyzer. Solder the solder straps X6 and X4 in position 2-3 and - acc. to sheet 18 - X7 to 4-3 and X8 to 2-3. Section 7.5.10 shows the associated plot in Fig. 7.5.9. 1090.4007.00 7.10 E-2,

SML Output Unit

7.2.11 Output Stage Circuit diagram 1090.4007.01S, sheet 19 NOTE: The output stage of the Signal Generator SFL-S is not used and is, therefore, disabled. The 3.3 GHz output stage consists of the 3-stage amplifier N20, V66 and V23, which amplifies the level to max. +27 dBm. The output stage is preceded by an equalizer containing C257/L4, which compensates for the amplification drop of output lowpass and external attenuator at high frequencies. The output stage as well as numerous other amplifiers can be switched off via the OPU3_ON line, in order to minimize power consumption with operation below 1210.5 MHz, if required. V65 and V28 switch off the voltage supply to the output stage. V55 in conjunction with the Zener diode V59 prevent the output stage from being switched on when the negative supply voltage fails, since, otherwise, the GaAs FETs V66 and V23 would receive the maximum drain-source current, which could damage the amplifiers. Also note the warning at the beginning of section 7.5 on operation of the output stage in the case of troubleshooting. 7.2.12 Output Lowpass, Directional Coupler Circuit diagram 1090.4007.01S, sheet 20 NOTE: The output stage of the Signal Generator SFL-S is not used and is, therefore, disabled. The output stage is followed by a harmonic lowpass filter with a cutoff frequency of 3.4 GHz in order to adhere to the required harmonics suppression of at least 30 dBc. It consists of printed structures, parts of the lines assuming the functions of inductors and sectors serving as capacities of the lowpass filter. In conjunction with R322, R406 and R476, the directional coupler T1 decouples a signal of approx. -12 dB for the level detector. The second GaAs FET switch D18, which allows for optionally connecting the detour line of OPU3 (signal RF0) to the output, is connected next. C171 functions as DC isolating capacitor which is adapted to the 50 Ω system via line sections L103 and L104. The insertion loss of output lowpass, directional coupler and GaAs FET switch IC is 3 dB at low frequencies (e.g. 100 MHz) and increases to max. 5 dB at 3.3 GHz. 7.2.13 Level Detector Circuit diagram 1090.4007.01S, sheet 21 NOTE: The level detector of the Signal Generator SFL-S is not used. The detector diode V35 plus C165 rectify the output level. The second half of the diodes V35 is used for temperature compensation. For low carrier frequencies, the FET V56 allows for switching the capacity C110 parallel with the load capacitor of the rectifier. The log amplifier N6 which is temperature-compensated via V36 and V37 is provided for linearization of the rectifying voltage. The useful linear dynamic of the detector is approx. 30 dB (error < 1 dB). The linearization is calibrated as a function of frequency using the tuning voltage TUNE_DET (sheet 6) via the bias current of the diodes V35. The DAC values DET0 to DET7 are determined in the final test by individual measurement of the RF levels of two signals, e.g. +15 dBm and -5 dBm. Then, the output voltage V_DETOUT at the lower level must be exactly one tenth (= -20 dB) of the voltage at the high level. The frequency-dependent DAC values thus obtained are stored as calibration values in the non- volatile memory of the SML mainboard. 1090.4007.00 7.11 E-2,

Output Unit SML

7.2.14 ALC Circuit diagram 1090.4007.01S, sheet 22 NOTE: The ALC of the Signal Generator SFL-S is not used and is, therefore, disabled. ALC control is effected via the opamp N5. Its feedback path can be switched to various configurations via the CMOS switches D47 and D52. The signal V_LEVEXT which is generated by the SML mainboard as a DC voltage in the range from -5 V to0Vis used as n external control voltage for the output level. With AM modulation, the AF signal is superimposed on this DC voltage. N5 functions as the control amplifier for the ALC, whose loop is closed via the level detector and the AM modulator (control voltage V_AMOD). The switches D52 are provided for switchover between 3 different bandwidths via the PI controller N5. The CMOS switch D47 can switch over the controller to an inverting amplifier in ALC_OFF mode (ALC_ON bit = 1). Then, the output level is set via the voltage V_LEVEXT. Being subject to the negative amplification -(R313/R312) it assumes the function of the control voltage V_AMOD. The KLEMM_DOWN signal maximally reduces the level via the AM modulator (e.g. in the case of frequency changes) by applying a high positive voltage to N5 via V218 and R230. KLEMM_DOWN may either be activated by the external BLANK line or by the LEV_OFF bit from the shift register (see table 7-3 in section 7.2.3). The KLEMM_UP signal clamps the output level to a high value (approx. +13 dBm at the output of the instrument), by applying a high negative voltage to the control amplifier via R227. V_LEVEXT is switched off in this state. KLEMM_UP is supplied by the shift register (see circuit diagram, sheet 3. 1090.4007.00 7.12 E-2,

SML Output Unit

7.3 Opening the Output Unit 2 GHz / 3 GHz Caution! Strictly adhere to the instructions of the following sections in order to prevent the instrument from being damaged and avoid any danger for persons. Please take also notice of the general safety instructions at the beginning of this manual. To open the output unit proceed as follows: Opening the instrument Place the instrument upend on the two handles and undo the four screws in the instrument feet. Remove the instrument feet. Carefully lift the housing off to the top. The instrument is now open. Removing the module Disconnect the multiconnector X321 on the module. Unscrew RF cable from X322 / X323. Unscrew RF cable from X324 / X325, if applicable. Undo the fixing Phillips or Torx screws on the output unit 2 GHz / 3 GHz. Note: On the Signal Generators SMV and SFL-S, the module is fitted piggyback to the I/Q modulator. The module can now be removed. Opening the module The screening covers of the module can be unscrewed using an appropriate Torx screwdriver. Make sure that the glued pieces of heat-conducting foil remain in place. The module can be operated outside the SML chassis for troubleshooting. Reconnect the flat cables and, if required, replace the RF cables by flexible cables or lengthen them. Operation of the open module When operating the open module, make sure to adhere to the instructions given at the beginning of section 7.5. 1090.4007.00 7.13 E-2,

Output Unit SML

To close the output unit proceed as follows: Closing the module When putting the milled screening covers back in place, make sure that the heat-conducting foils are complete and at their correct positions. The cut-to-fit foils must not come between the outer seating of the covers and the board, since, otherwise, the RF shielding can no longer be guaranteed. After correct closing of the covers, each Torx screw must be tightened by a torque of 60 Ncm (HVC-2000: M2.5) Installing the module Proceed in the reverse order as described above. The module OPU3 is again fitted piggyback to the I/Q modulator in the Signal Generators SMV and SFL-S. Connect coaxial cable to X322 and X323 (and to X324 and X325, if applicable) and reconnect flat cable X321 Closing the instrument Place the instrument upend on the two front handles. Carefully push the housing over the chassis from the top. Make sure neither to jam nor to crimp cables on the top or bottom sides. Fit the four instrument feet again and tighten them by means of the four screws. 1090.4007.00 7.14 E-2,

SML Output Unit

7.4 Special Measuring Equipment and Accessories A list of measuring equipment and accessories frequently used for the SML is appended to this manual. The equipment listed in the table below is particularly required for testing the output unit 2 GHz/3 GHz. Table 7-5 Measuring equipment and accessories Item Type of equipment, Required Suitable Order No. Application in acessories specifications R&S instrument Section 1 Circuit diagram - - 1090.4007.01S 2 Component layout plan - - 1090.4007.01S 3 Digital multimeter 1 mV to 100 V - 0.1 mA to1A4Storage oscilloscope DC to 100 MHz, - - e.g. 7.5.5 <0.1V/Div ≥ 2 channels 5 Spectrum analyzer 100 Hz to 5 GHz FSB 848.0020.52 e.g. 7.5.7

FSBA

6 Twoport test assembly 300 kHz to 3.3 GHz - e.g. 7.5.8 7 Power meter 9 kHz to ≥2200 MHz NRVS plus NRV-Z51 1020.1809.02 e.g. 7.5.7 857.9004.02 8 RF sensor with 9 kHz to 3.3 GHz - DC blocker 9 Controller (PC) Interface IEC-625-1 - - 10 Service utility program 1090.3500.02 e.g. 7.5.2 1090.4007.00 7.15 E-2,

Output Unit SML

7.5 Troubleshooting Caution! When the cover of the Output Unit 2 GHz / 3 GHz is open, the heat dissipation is no longer guaranteed at the output stage V66/V23. This is a hazard to the GaAs FETs and may cause continuous damage to the transistors which cannot be detected immediately, thus leading to long-term failure. Therefore remove jumper X11 on the OPU3 whenever you perform work that does not involve the output stage, thus disconnecting the output stage from the power supply. When performing work on the output stage V66/V23, make sure not to take much time or use a temporary cooling aid (clamped sheet or alike). 7.5.1 Preliminary Remark Prior to actual troubleshooting on the Output Unit 2 GHz / 3 GHz make sure that all supply voltages are applied correctly (see section 7.2.4). The DC voltages at the test points referred to by D_XXXXXXX (e.g. D_TEMP) can be displayed on the SML. Activate the test point display in the Utilities/Diag/Tpoint submenu and enter the desired diagnosis test point (see table 7-14 Diagnosis test points in section 7.6.1). The diagnosis test points in the Output Unit 2 GHz / 3 GHz begin with DTP No. 500. Whenever you begin or end troubleshooting, perform a check according to the service utility program described in section 7.5.2 to make sure that all functions of the Output Unit 2 GHz / 3 GHz are restored completely after repair. Notes regarding the use of solder straps The following sections describe troubleshooting based on signal tracking through the individual stages of the Output Unit 2 GHz / 3 GHz by means of a spectrum analyzer and on checks using a twoport tester. If the service utility program already indicates that there is no signal from a certain stage onwards or if the signal is not OK after this stage (level fault), troubeshooting should be continued with the relevant section of this chapter. First, verify the DC operating points given in table 7-15, section 7.6.2, in the vicinity of the circuit stages concerned. The circuit sections such as the tunable bandpass filters or the output stage are then checked using a network analyzer. To enable sections of the signal path to be measured with the correct impedance, the Output Unit 2 GHz/3 GHz has test sockets which are implemented in the form of SMP sockets at the points required for module adjustment. They are looped into the signal path with the correct impedance by changing the position of solder straps. Quadruple soldering points mean that the test socket can be used both as an output for the preceding section and as an input for the subsequent stages. 1090.4007.00 7.16 E-2,

SML Output Unit

The following must be observed when working with solder straps: - Always de-energize the module before starting work on the circuitry. To do so, switch off the signal generator using the power switch. After having repositioned the solder straps/coupling capacitors, switch the unit on again and wait until it has powered up. The service utility program may have to be restarted. - There are solder straps which are factory-fitted with 0 To simplify the production process, these straps are mechanically inserted and may be replaced by tin-solder straps in the event of repair. - The solder straps should be soldered with the soldering iron set to a low temperature. - Excess solder tin can be removed using desolder braid. - Do not connect the test socket to the incoming and outgoing signal path at the same time. This will falsify the measurements. - Make sure that the contact of the test socket does not remain connected to the signal path after the measurement has been completed. - Inadvertent connections to the decoupled signal path also corrupt the measurement result. Therefore, in the case of insufficient gain values, use a magnifying glass to check the solder straps at the test sockets used. If necessary, resolder using a little tin solder so that the inadvertently connected pads separate. Notes regarding measurements up to 3 GHz When performing measurements in a frequency range up to 3 GHz, the properties of the test cables used must be taken into consideration. For this reason, calibrated test assemblies are normally used. This means that the cable attenuation which increases as the frequency increases is measured and stored using a calibration standard. As a result, the test assembly can then calculate the correct level or frequency response. If a calibrated test assembly is not available, relatively short cables should be used. Depending on the quality of the test cables, attenuation up to several decibels (dB) may occur at frequencies up to 3 GHz. This must be taken into account during measurements and corrected accordingly. 7.5.2 Service Utility Program The SML service utility program facilitates fault diagnosis and module check. It allows the internal control bits to be operated and the available diagnosis test points to be read out. In addition, the service utility program can also be used to transmit basic remote control commands. The program runs under Windows (95, 98, NT and 2000). The instrument is remotely controlled via the IEC/IEEE bus (GPIB / IEC625 / IEEE488) or the RS232 interface. To install the program, insert the installation disk supplied with the service kit into the disk drive and call up the "setup.exe" file. Follow the instructions given by the installation program. The service utility program requires the CVI Runtime Engine from LabWindows (National Instruments).This software is installed automatically if it is not already available on your system. To start the program, left-click on the item "SML_SERV" in the Start menu. The path in the Start menu depends on the information entered during installation. Alternatively, you can also call up the "sml_serv.exe" file in the program directory. When the program is started, the system asks you to specify the desired type of connection to the SML, SMV or SFL-S. You can choose between the IEC/IEEE bus (GPIB) and the RS232 interface. To configure the IEC/IEEE-bus interface you simply have to enter the IEC/IEEE-bus address set at the 1090.4007.00 7.17 E-2,

Output Unit SML

instrument. Before confirming with "OK", make sure that the connecting cable between the PC and the SML is connected correctly. The COM1 port is used for communication via the RS232 interface. The Signal Generators SML, SMV or SFL-S are connected to the PC using a null modem cable. The configuration values set at the unit are queried by the program. Fig. 7.5-1 shows the main window of the service utility program. Apart from the basic data (Device) of the signal generator, the main window also contains the installed Modules together with their models and amendment indices. The internal temperatures are displayed in the box below. Finally, the Errors box contains all current error messages. Fig. 7.5-1: Main window of service utility program Clicking on Check Output Unit 3 (Fig. 7.5-2) displays the Output Unit 2 GHz / 3 GHz in the form of a block diagram (Fig. 7.5-3). The diagram shows test points which are checked during the module check and switched to red in the case of errors. If the voltage at the test point in question is OK, the associated field is switched to green. The areas in which a fault exists are indicated immediately as the test progresses. The block diagram of the Output Unit 2 GHz / 3 GHz in the service utility program makes it possible to detect whether there are breaks or insufficient gain along the signal path. This, in turn, provides information as to which stage is faulty. Most of the peripheral equipment, such as voltage regulators and D/A converters, is also checked by the module check in the service utility program. 1090.4007.00 7.18 E-2,

SML Output Unit

Fig. 7.5-2: Calling up module check Fig. 7.5-3: Block diagram in module check for Output Unit 2 GHz / 3 GHz The results of the module check can be clearly displayed in tabular form as a Test Report (Fig. 7.5-4). The position of the individual measured voltage value is indicated by an asterisk in square brackets. Voltages below minimum values and above maximum values are clearly indicated. Function tests which were not performed successfully are identified by failed. 1090.4007.00 7.19 E-2,

Output Unit SML

Fig. 7.5-4: Test report as result of module check Settings for individual control bits or D/A converters can be made in Direct Mode (Fig. 7.5-5). However, you must bear in mind that changed settings do not become effective in the Signal Generator SML, SMV or SFL-S until the Send button is clicked. Fig. 7.5-5: Direct Mode of service utility program Individual test points can be monitored using the menu item Diagnostics in Direct Mode (Fig. 7.5-5). When a test point (DTP = diagnosis test point) has been selected, the continuously updated measured values appear in the bottom right-hand corner of the Direct Mode window. 1090.4007.00 7.20 E-2,

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Fig. 7.5-6: Selecting a diagnosis test point under Diagnostics Operations at the front panel of the signal generator (e.g. frequency changes or level settings) can be made by selecting Manual Control in the title bar of the Direct Mode (Fig. 7.5-6). Operation via the front panel is activated by pressing the Local button on the signal generator. The desired setting can then be made. Click on OK to return to the Direct Mode. Fig. 7.5-7: Manual operation using Manual Control A more convenient option is to use Remote Control under Direct Mode to make settings on the instrument without interrupting IEC/IEEE-bus operation (Fig. 7.5-8). 1090.4007.00 7.21 E-2,

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Fig. 7.5.8 Remote Control 7.5.3 Start of Troubleshooting A complete test of all test points on the Output Unit 2 GHz / 3 GHz can be performed using the service utility program SML_SERV.EXE (see section 7.5.2). Any error occurring can be localized quickly and easily. The block diagram of the Output Unit 2 GHz / 3 GHz contained in the service utility program allows any interrupts or insufficient amplifications in the signal path to be immediately detected so that the faulty stage can be identified. Even the peripherals such as voltage control and D/A converter are checked by the module check of the service utility program. To test the Output Unit 2 GHz / 3 GHz the service utility program is started and the module is checked via Check / Output Unit 3. The Report button generates an error report showing the test points that are out of tolerance. The table 7-6 below indicates the possible error sources as well as the section of this chapter to which the user should refer when continuing troubleshooting. The errors should be dealt with in the sequence given in table 7-6 since out-of-tolerance messages further down may be caused by an error at the top of the list. 1090.4007.00 7.22 E-2,

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Table 7-6 Troubleshooting using the module check of the service utility program Test point Circuit diagram, Troubleshooting out of tolerance sheet D_+10V 5 Reveals the value of the 10 V reference voltage Check the supply voltages acc. to section 7.5.4 D_-8V 5 Reveals the value of the internal -8 V supply voltage Check the supply voltages acc. to section 7.5.4 D_+17V 5 Reveals the value of the internal +17 V supply voltage Check the supply voltages acc. to section 7.5.4 D_+3V5 5 Reveals the value of the internal +3.5 V supply voltage Check the supply voltages acc. to section 7.5.4 D_+4V 5 Reveals the value of the internal +4 V supply voltage Check the supply voltages acc. to section 7.5.4 D_+7V 8 Reveals the value of the internal +7 V supply voltage Check the supply voltages acc. to section 7.5.4 D_TEMP 4 Module temperature in 10 mV/°C Check the sensor D_PRESET 6 Indicates the value of the DAC output voltage V_PRESET Check the DAC, see section 7.5.9 D_TUNEDET 6 Indicates the value of the DAC output voltage TUNE_DET Check the DAC, see section 7.5.12 D_RFSRD 8 Output level of the SRD driver Check the comb generator acc. to section 7.5.7 D_RFPRESET 16 Output level after bandpass filtering Check the bandpass filters acc. to section 7.5.9 D_RFAMOD 17 Output level of the AM modulator driver N19 Check the AM modulator acc. to section 7.5.10 D_RFPADRV 18 Output level following the output stage driver Check the output stage acc. to section 7.5.11 D_DETOUT 21 Output voltage of detector Check detector acc. to section 7.5.12 D_AMOD 22 Output voltage of the ALC Check the ALC acc. to section 7.5.13 1090.4007.00 7.23 E-2,

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7.5.4 Faulty Supply Voltages Preliminary remark: All supply voltages are provided by the SML mainboard. The +10 V reference voltage is derived from the +24V supply. Note: If the voltage supply for the diagnosis converter on the mainboard is faulty, you must repair it prior to taking any other measures, and then go again through the checklist. First, the supply voltages provided by the SML mainboard should be checked to +5 V, +3.3 V, +12 V, -12 V and +24 V. These measurements can be performed at the feedthrough filters fitted on the component side. Table 7-7 below indicates the necessary voltages and permitted tolerances: Table 7-7 External operating voltages of Output Unit 2 GHz / 3 GHz Feedthrough filter Z12 Z10 Z11 Z13 Z6 Nominal voltage +24 V +12 V -12 V +5 V +3.3 V Tolerance +/-1 V +/-0.5 V +/-0.5 V +/-0.2 V +/- 0.2 V The internally generated operating voltages are collected at test connector X5 where they can be measured. As a prerequisite for the correct height of the individual voltages, the value of the +10.00 V reference voltage from which the other voltages are derived must be correct. This reference voltage is derived from the +24 V supply which must be provided correctly by all means. Table 7-8 indicates the test points at X5, reference names in the circuit diagram and voltage values as well as the tolerances of these internally generated operating voltages: Table 7-8 Internal operating voltages of the Output Unit 2 GHz / 3 GHz Test point X5.1 X5.2 X5.3 X5.4 X5.5 X5.6 X5.7 Voltage Ground +10.00 V +4V_REFVD +3V5_REFVD +17V_REFVD +10V_REFVD -8V_REVVD Rated value0V+10.0 V +4.0V +3.32 V +17.5 V +10.0 V -8.2 V Tolerance - +/-20 mV +/-0.1 V +/-0.1 V +/-0.1 V +/-50 mV +/-0.1 V Check other internally generated auxiliary voltages: -2.7 V are generated via the Zener diode V46 as negative supply voltage of the diagnosis multiplexer D3/D4 (circuit diagram sheet 4). The voltages can be measured at pins 7 of D3 and D4 Sheet 8 of the circuit diagram illustrates the generation of the +7 V operating voltage for the MMIC amplifiers N22 and N19 (sheet 17) and N20 (sheet 18). The voltage at the emitter must amount to +6.6 V, which can also be checked via the diagnosis line D_+7V (diagnosis test point 507). If the 30 V generator U4 (circuit diagram sheet 2) is fitted, it must be checked, too: its output voltage is +30.0 V and can be measured at the feedthrough filter Z14. The range for the TUNE_BP DAC may then amount up to approx. +25 to +28 V (see section 7.5.8). 1090.4007.00 7.24 E-2,

SML Output Unit

7.5.5 Errors with Data Transmission (circuit diagram sheet 2) Preliminary remark: The transmission of data to the Output Unit 2 GHz / 3 GHz consists of the serial signals for the shift registers and the I2C signals for reading and writing to the onboard EEPROM. When the Signal Generators SML, SMV or SFL-S are booting, the module is identified via this EEPROM. If the access to the OPU3 (e.g. to diagnosis test points) is denied following switch-on, check the I2C interface and the flat cable at X321. Note: If diagnosis test points on the OPU 3 (diagnosis test points 500 and higher) can be addressed via the menus of the signal generator (see table 7-14 in section 7.6.1). and if at least some of the measured values make sense, correct functioning of data transmission can be assumed. If the Output Unit 2 GHz / 3 GHz cannot be addressed after switching on the signal generator, check the data transmission and the flat cable at X321. The EEPROM contains a data set for identification of the OPU3 module. If this data set is absent or deleted, the SML mainboard cannot identify the OPU3. In this case, first check the input signals of the NOR gates D2 using a storage oscilloscope which is to be triggered to the MS_OPU3_N signal (circuit diagram, sheet 3). MS_OPU3_N SERCLK_N SERDATA_N STROBE_N Fig. 7.5.4 Pulse timing diagram of the digital interface of the OPU3 Subsequently, the output signals of D2 (CLK, DATA, WR) are checked. The latter are the inverted signals of those illustrated in Fig. 7.5.4. The feedthrough filters Z5, Z4 and Z8 are appropriate test points for these three signals. These filters are accessible after removing the top cover. If the signal considerably deviates from the ideal waveform, component D2 must be checked and replaced, if necessary. 1090.4007.00 7.25 E-2,

Output Unit SML

7.5.6 Errors in the Detour line (circuit diagram sheets 7 and 20) If the Signal Generators SML, SMV or SFL-S are set to frequencies below 1210.5 MHz, the OPU3 is bypassed by means of the switches D15 and D18. The transmission loss which can be determined by a twoport test set is 1.5 dB at 100 MHz and increases to 2 dB at 1210.5 MHz. The measurable return loss (S11 and S22) at the RF connectors X322 and X323 is above 20 dB in the range from 10 kHz to 1210.5 MHz. If an error occurs in the detour line, first check the DC values in the control of switches D15 and D18 and of opamp N4 (pin 8) according to table 7-15 in section 7.6.2. Moreover, check the reverse voltage of approx. -9 V of the shorting diodes V83 and V84 when the detour line is activated. If the detour line is deactivated (frequency > 1210.5 MHz), the voltage at diodes V83 and V84 must be +0.7 V. If the attenuation in the detour line increases in spite of correct DC working points, look for bad soldering points or defective SMD components. If no errors can be found and the diodes V83 and V84 are reacting correctly as regards their DC working points for frequencies below 1210.5 MHz and above 1210.5 MHz, the error must be caused by the GaAs FET switches D15 and /or D18. 7.5.7 Errors in the Comb Generator (circuit diagram sheet 8) First, check the DC working points according to table 7-15 in section 7.6.2 with OPU3 being activated. Correct functioning of the driver N22, which initiates the step-recovery diode V31 generating the comb spectrum, can be checked via D_RFSRD (diagnosis test point 512). If the signal at N22 is absent, the DC working points of the RF switch V1, V2, ... should be checked. The path V2, V4, V5 must be through-connected if the frequency on the SML, SMV or SFL-S is more than 1210.5 MHz. This is evident from a voltage drop of 0.7 V at each of these PIN diodes. The other switch path (V1, V6, V7) is connected to a reverse voltage exceeding -5 V (measured at the anode of V7). Errors occurring in the control of the PIN diodes indicate a faulty driver N4 (pin7, see sheet 16 of the circuit diagram). The comb spectrum can be checked at test point X9 as follows: first, solder the jumper X13 to position 1-4 such that connector X9 is connected to R449/C41. Then, the comb spectrum can be checked as to form and level using a spectrum analyzer: Fig. 7.5.6a Comb spectrum at test point X9, n = 2, fin = 600 to 900 MHz 1090.4007.00 7.26 E-2,

SML Output Unit

Fig. 7.5.6b Comb spectrum at test point X9, n = 3, fin = 600 to 885 MHz Fig. 7.5.6c Comb spectrum at test point X9, n = 4, fin = 663.75 to 825 MHz 1090.4007.00 7.27 E-2,

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The comb lines n = 2, n = 3 and n =4 according to the equation fout = n * fin must be retained for frequency setting between 1210.5 MHz and 1815 MHz with level variation of +/-3 dB. They must not tear off. Noise banks must not occur at the bottom of the lines. Table 7-9 Level data for the lines n = 2 to n = 4 of the comb spectrum Frequency- 1215 MHz 1300 MHz 1500 MHz 1650 MHz 1800 MHz setting Input frequency 607.5 MHz 650 MHz 750 MHz 825 MHz 900 MHz Level n = 2 +3.2 dBm +4.5 dBm +6.7 dBm +7.2 dBm +5.0 dBm Level n = 3 +3.3 dBm +2.5 dBm +0.4 dBm +4.6 dBm +5.5 dBm Level n = 4 +1.3 dBm +2.8 dBm +3.9 dBm +4.2 dBm (+1.5 dBm) Tolerance +/- 3 dB Note: The cable loss that may be several dB depending on the cable length must be taken into consideration when performing spectrum analyzer measurements at these high frequencies. The values were measured using a cable one meter in length. To ensure correct functioning of the SRD multiplier, the input level at X322 must be approx. +15 dBm to +16 dBm. N22 amplifies the level to approx. +18 dBm. If an RF signal is detected at N22.3 which can also be detected by the service utility program (module test) by means of correct voltages at detector D_RFSRD, badly soldered joints or defective SMD components around the SRD diode V31 must be the source of the error. Replace V31, if required and check for correct spectrum. After checking the comb spectrum and, if required, eliminating errors in the comb generator, solder the jumper X13 to operating position 1-2, again. 1090.4007.00 7.28 E-2,

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7.5.8 Errors in the Bandpass Filters (circuit diagram sheets 9 to 15) First check whether the three filter paths are correctly through-connected. This can be achieved by measuring the driver voltages at output pins 14, 7 and 8 of N32: Table 7-10 Filter switching voltages at N32 Test point => N32.14 N32.7 N32.8 Filter Frequency to be PIN_BP1 PIN_BP2 PIN_BP3 set 1 e.g. 1500 MHz -8.8 V +9.2 V -7.9V2e.g. 2500 MHz +9.2 V -8.8 V -7.9V3e.g. 3000 MHz +10,.2 V +10,.2 V +9.0 V Subsequently, the voltage drops at the PIN diodes V8, V9, ...and V41, V42, ... are checked. Begin with the chokes L15/L64 and L16/L65 and continue along the through-connected filter path. The absolute value of the DC voltage must increase by approx. 0.7 V with each PIN diode. It depends on the polarity of the diode whether the sign is positive or negative. Filter paths which are not through-connected reveal high reverse voltages across the PIN diodes. The DC working points of the MMIC amplifiers in the bandpass filter paths are indicated in table 7-15, section 7.6.2. Note that only the desired bandpass filter path is switched on (see section 7.2.8). The other amplifiers are connected to0VFurthermore, check correct functioning of the tuning voltage generation by means of the D/A converter U1 and opamp N3. The subsequent DC voltages must be measurable at N3, pin 1, and at the cathodes of each varicap in the bandpass filters (e.g. V87 and V91, pin 1, see sheet 10 of the circuit diagram) depending on the DAC setting (30 and 255) which can be entered in the Direct Mode of the OPU 3 via the service utility program: Table 7-11 Voltage range for TUNE_BP TUNE_BP N3, pin 1 30 255 +22 V +3.2 V Note: If the 30 V DC/DC converter U4 (sheet 2) is fitted, the TUNE_BP voltage exceeds +22 V and amounts to approx. +25 V to + 28 V with DAC setting 0 (see also sections 7.2.1 and 7.5.3). If the voltage at N3, pin 1, is correct but is absent at various varicaps, check the voltage supply across the RF filter ahead of the varicaps for badly soldered joints or defective SMD components. Finally, correct functioning of the bandpass filters including the PIN diode switches on the input and output side can be controlled by means of a network analyzer. To this end, loop the test sockets X9 and X10 into the signal path by solder straps X13 (sheet 8) to 2-3 and X14 (sheet 16) to 1-4. Port 1 of the network analyzer is then connected to X9 and port 2 to X10. The three plots below show the bandfilters being tuned to low, medium and high frequencies: 1090.4007.00 7.29 E-2,

Output Unit SML

Fig. 7.5.7a Passband frequency response X9-X10 for filter 1 (1200 / 1700 / 2200 MHz) Fig. 7.5.7b Passband frequency response X9-X10 for filter 2 (2200 / 2500 / 2800 MHz) 1090.4007.00 7.30 E-2,

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Fig. 7.5.7c Passband frequency response X9-X10 for filter 3 (2800 / 3050 / 3300 MHz) If unexpectedly high insertion loss occurs in contrast to the above traces, first check the soldered joints of the varicaps again. Soldering problems rarely occurred due to the small design and the small dimensions of the pads on the PC board. After checking the filter frequency responses and eliminating any error in the filter path, the solder straps X13 and X14 must be resoldered to operating position 1-2. The check in the service utility program can be executed once again. 7.5.9 Errors with RF Preset (circuit diagram sheet 16) If an error is assumed to have occurred in the RF preset stage, the control voltage V_PRESET should first be checked. It is generated by the 12-bit DAC D13 and the two operational amplifiers N1 and must attain the following voltage values at the range limits (DAC settings 0 and 4095 decimal): Table 7-12 Voltage range V_PRESET V_PRESET N1, Pin104095 +2.5 V +4.5 V The DAC D13 can be set in the direct mode of the OPU3 via the service utility program. V_PRESET can also be checked indirectly via the diagnosis test point 506 (D_PRESET) in the diagnosis menu of the SML, SMV or SFL-S. 1090.4007.00 7.31 E-2,

Output Unit SML

As V_PRESET increases, the voltage at the PIN diodes V54 and V57 must also increase. The working point of amplifier N12 is checked using table 7-15 in section 7.6.2. Another source of error in the RF preset area may be the PIN diode switch V81, V82, ... This switch is checked (as explained in section 7.5.7 for the RF switch V1, V2 ...) via the control voltage CH10N and the 0.7 V voltage drops at the conducting PIN diodes or the reverse voltage at reverse-biased PIN diodes. The signal path X10 - X324 can finally be measured using a network analyzer. To this end, the test socket X10 has to be configured as signal input, by soldering the jumper X14 (sheet 16) to 2-3. X324 is configured as an output by setting the IQ_CW bit to 0 using the service utility program in the direct mode. Port 1 of the network analyzer is then connected to X10 and port 2 to X324. The plot below shows the frequency response of the preset stage for three different settings of the DAC V_PRESET: Fig. 7.5.8 Frequency response of the preset stage for PRESET DAC = 4095 (top), 1500 (center) and 500 (bottom) If considerable deviations occur, the signal path must be checked for defective SMD components. Make sure that the DAC V_PRESET is working correctly. If required, check the data transmission according to section 7.5.5. Finally, resolder the solder strap X14 to position 1-2. 1090.4007.00 7.32 E-2,

SML Output Unit

7.5.10 Errors in the AM Modulator (circuit diagram sheets 17 and 18) Note: The AM modulator of the Signal Generator SFL-S is not used but is enabled during bandfilter calibration. If an error is assumed in the AM modulator, first check the working points of N19 and N8 according to table 7-15 in section 7.6.2. The next step is to check the PIN diodes V145, V153, ... V157. With KLEMM_UP operation, voltage drops of 0.7 V each can be measured at the forward-biased diodes Subsequently, the correct level of the control voltage V_AMOD must be checked. Refer to section 7.5.13 for more information. Correct functioning of the AM modulator can finally be checked using a network analyzer. To this end, the female I/Q modulator connectors X324 and X325 must be configured as input and output for the AM modulator: Solder the straps X6 and X4 to position 2-3, X7 (sheet 18) to 4-3 and X8 to 2-3. Port 1 of the network analyzer is then connected to X324 and port 2 to X325. Finally, remove jumper X3 and apply a positive DC voltage to X3, pin 2 (positive pole), ground at X3, pin 3, as a substitute for V_AMOD. The following figure illustrates the frequency responses for V_AMOD DC voltages of -5 V (top), -4.5 V (center) and -4 V (bottom) for this operating state of the OPU3. This measurement must be performed in the ALC-OFF mode (ALC_ON bit = 0). Fig. 7.5.9 Frequency response of AM modulator for V_AMOD = -5 V, -4.5 V and -4 V Finally, the solder straps X6, X4, X7 and X8 must be resoldered to position 1-2. 1090.4007.00 7.33 E-2,

Output Unit SML

7.5.11 Errors in the Output Stage (circuit diagram sheets 19 and 20) Note: The output stage transistors V66 and V23 are exposed to thermal hazard when they are operated without cover for some time. Therefore adhere to the instructions at the beginning of section 7.5! Note: The AM modulator of the Signal Generator SFL-S is not used but is enabled during bandfilter calibration. The most important step with troubleshooting in the output stage is the measurement of the DC working points of V66 and V23. They are indicated in table 7-15 in section 7.6.2. A current measurement can be performed in addition at X11, when the jumper is removed. This measurement must reveal a quiescent current of approx. 280 mA. With considerably higher current, check the transistors V116 and V115 which set the power consumption of the MOSFETs via the gates of the MOSFETs (DC control circuit). If the entire output stage remains dead even with plugged-in jumper X11, check the switching circuit V28, V65, V55. When a high voltage (+3.3 V) is applied to line OPU3_ON, V65 must be connected to ground, when the negative operating voltage -12V is applied at the Z diode V59. V55 causes forced switch-off of the output stage via V65 and V28, if the negative supply voltage is insufficient (approx. -8 V), in order not to destroy or damage the transistors V66 and V23 of the output stage. Finally, the components of the output lowpass and the directional coupler T1 can be checked for fractures or badly soldered joints. Correct functioning of the RF switch D18 of the detour line on the output side can be assured by performing the checks described in section 7.5.6. If no RF signal with the expected frequency and level is available at output X323, check at test socket X17 whether the output stage V66 and V23 is working correctly and the error is in the output lowpass, the directional coupler T1 and the swith D18: the output level at V23 can be examined using a spectrum analyzer at X17, if X16 is resoldered to 1-4. This interrupts the ALC circuit, and the AM modulator supplies the maximum output level to the output stage. The level can be reduced in the ALC-OFF mode by setting V_LEVEXT via the service utility program (under OPU1 in direct mode). To do so, activate the direct mode of the 1 GHz Output Unit OPU1 (part of the SML mainboard). MOD_OPU1G_N must be set to 1 (= OPU1 is not controlled) and MOD_OPU2G_N to 0 (= ALC control via OPU3). V_LEVEXT in OPU3 can be set with RFLEV between 0 and 4095. If X16 is soldered to position 2-3, the path to the output socket X323 can also be checked. Depending on the frequency, the insertion loss is 3 dB at 100 MHz and 6 dB at 3.3 GHz. Finally, solder strap X16 must be resoldered to position 1-2. 1090.4007.00 7.34 E-2,

SML Output Unit

7.5.12 Errors in the Detector (circuit diagram sheet 21) Note: The detector is not used in the Signal Generator SFL-S. To eliminate errors in the detector, first check the control voltage TUNE_DET at N75 (circuit diagram sheet 6). It is generated by the 8-bit DAC U2 and DC-level-shifted by the opamp N75. Table 7-13 indicates the typical values of the DAC settings 0 and 255, which can be entered via the service utility program in the direct mode of OPU3: Table 7-13 Voltage range TUNE_DET TUNE_DET N75, pin10255 +4.7 V +7.5 V The DC voltages at the detector diode V35 must be examined as next. They are only several hundred millivolts around 0 V. If a deviation of several volts occurs, there must be a failure of the DC current somewhere between R316, R324, V35 R209, V36 R195 and R314. The output voltage V_DETOUT, which can be measured via the diagnosis voltage D_DETOUT, must increase as the output level increases. This can be checked via diagnosis test point 510 (see table 7-14 in section 7.6.1) using the diagnosis menu of the signal generator. When the RF signal is absent, the voltage V_DETOUT must decrease to a few 10 mV. If the voltage obtained considerably deviates from this value, refer to the linearization illustrated at the bottom of page 21 (N6, pins 5 to 7). The output voltage of the opamp N6 at pin 7 is only a few hundred mV. 7.5.13 Errors in the ALC (circuit diagram sheet 22) NOTE: The ALC is not used in the Signal Generator SFL-S. The ALC stage with the central opamp N5 offers numerous switching alternatives realized by means of the CMOS switches D47 and D52. For troubleshooting, check the voltage V_LEVEXT first, which is provided as buffered voltage at N5, pin 7. It is also provided at R313 in ALC-ON mode and with clamping switched off. The summing junction at pin2 of the ALC opamp N5 must be0Vwith settled control (virtual ground). Clamping (KLEMM_UP and KLEMM_DOWN) is switched off when the three bits BLANK_ENA, LEV_OFF and KLEMM_UP are set to 0. (see circuit description in section 7.2.3, table 7-3). If BLANK_ENA = 0, LEV_OFF = 1 and KLEMM_UP = 0, the ALC is clamped to small RF level. The KLEMM_DOWN signal is active (= high) and outputs high positive potential to the integrator N5 via the MOSFET V218. The output voltage V_AMOD of N5 must therefore assume a small value By setting BLANK_ENA = 0, LEV_OFF = 0 and KLEMM_UP = 1 via the direct mode of the service utility program, the ALC is clamped to a high RF level. The KLEMM_UP signal switches off the level voltage V_LEVEXT via D47, pins 14 to 16, and applies a high negative voltage to the ALC integrator N5 via D47, pins 6 to 8. The voltage V_AMOD must assume high positive values in this case. 0 V is obtained at N5, pin 2, if the ALC is OFF, since R313 and R312 in conjunction with N5 form an inverting amplifier. V_AMOD must then assume approx. 2.7 times the value of the voltage V_LEVEXT in the form of a positive DC voltage. V_LEVEXT is always negative between -5 V and 0 V. 1090.4007.00 7.35 E-2,

Output Unit SML

The CMOS switches D52 are provided for switching over the integrator time constant (bits AMSLOW1_ON and AMSLOW2_ON). They are used for improving the AM modulation frequency response. If required, the function of these switches can be checked by means of an AC signal superimposed onto the DC control voltage V_LEVEXT: if AMSLOWx_ON (x = 1 or / and 2) is active, no AC signals are available at D52, pin 6, or D52 pin 3, since the CMOS switches connect them to the virtual ground of the integrator N5. If AMSLOWx_ON is not active (low), the switches block and, thus, measurable AC voltages are applied to the above-mentioned pins. Note that AM modulation is only performed in the ALC-ON mode and that the control voltage V_AMOD indicates a more or less distorted sine, due to the non-linear PIN diode characteristic, when performing sinewave AM modulation via V_LEVEXT. If the balanced state with virtual ground at pin 2 of opamp N5 is not obtained, check whether one of the switches that trigger clamping to high or low levels is still through-connected. Besides, the feedback coupling path of N5 could be interrupted. The ALC circuit can be interrupted at jumper X3, if necessary. V_AMOD can be measured immediately at pin 1. Pin 3 allows for externally applying V_AMOD to the AM modulator (see section 7.5.10). 1090.4007.00 7.36 E-2,

SML Output Unit

7.6 Tables and Interfaces 7.6.1 List of Diagnosis Test Points The following diagnosis test points can be called via the SML display. The voltages given refer to the measured line (e.g. -8 V). The potential on the associated diagnosis line (D_-8 V in this example) has been divided down to the input voltage range of the A/D converter on the mainboard by means of a power divider. The input voltage range is -2.5 V to +2.5 V. The divisors (D) are between 2 and 11 and can be calculated using the equation D = 1 + Rupper / Rlower Table 7-14 Diagnosis test points Diagnosis test point Test point Min. Max. (V) Remark 500 D_OFFSET Module offset 1 kΩ -0.01 V +0.01 V 501 D_+10V Supply voltage +10 V +9.9 V +10.1 V 502 D_-8V Supply voltage -8 V -8.0 V -8.5 V 503 D_+17V Supply voltage +17 V +17.2 V +17.8 V 504 D_+3V5 Supply voltage +3.5 V +3.3 V +3.8 V 505 D_+4V Supply voltage +4 V +3.8 V +4.5 V 506 D_PRESET Tuning voltage preset element +2.5 V +4.5 V 507 D_+7V Supply voltage +7 V +7.0 V +7.3 V 508 D_TEMP Temperature (+10mV/oC) -0.5 V +1.0 V e.g. +45 oC = +0.45 V 509 D_AMOD Control voltage AM modulator0V+9 V 510 D_DETOUT Linearized det.-rectifying voltage0V+10 V 511 D_TUNE_DET Tuning voltage for the detector0V+10 V 512 D_RFSRD Level detector at SRD driver0V+0.5 V 513 D_RFPADRV Level detector preceding output stage0V+0.5 V 514 D_RFPRESET Level detector preceding preset0V+0.5 V 515 D_RFAMOD Level detector preceding AM modulator0V+0.5 V 1090.4007.00 7.37 E-2,

Output Unit SML

7.6.2 Working Points and RF Levels of Active RF Components The given settings must be made in the PRESET state of the instrument. The components are listed in the same order as they occur in the RF path. The DC working points of the switches and amplifiers connected in the signal path are specified. The voltages given are approximate values only and can deviate by some 100 mV with each individual Output Unit 2 GHz / 3 GHz. Table 7-15 DC working points (measured without RF input signal) Component Pin DC working point Remarks D15 4 / 5 +4.2 V / -8.2 V Frequency < 1210.5 MHz D15 4 / 5 -8.2 V / +4.2 V Frequency > 1210.5 MHz N7 7 +8.0 V N7 1 -8.2 V N4 8 -9.6 V Frequency < 1210.5 MHz N4 8 +8.5 V Frequency > 1210.5 MHz N22 3 +4.1 V N23 / N2 / N31 6 +3.2 V Only in the active bandpass,. All other pins0VN13 / N9 / N27 6 +3.2 V N14 6 +3.8 V N12 6 +3.2 V N19 3 +4.1 V** N8 6 +3.2 V** N20 3 +4.0 V* V66 3 +9.2 V* V23 3 +9.0 V* D18 4 / 5 -8.2 V / +4.2 V Frequency < 1210.5 MHz D18 4 / 5 +4.2 V / -8.2 V Frequency > 1210.5 MHz * Disabled in the Signal Generator SFL-S, i.e. no voltage is applied to the circuit section (0 V). ** Disabled in the Signal Generator SFL-S (0 V), briefly active only during OPU3 calibration. The RF levels specified for the various test points in the OPU3 refer to the existing conditions. The test point must be connected to the signal path by resoldering various solder straps. After measurement, the jumper must be soldered to the position given in table 7-16 again. The RF level is measured using a spectrum analyzer. The data have to be considered as approximate values only, due to transmission loss at high frequencies. They may slightly differ (a few dB) from the given values. Following successful troubleshooting, it must be possible, however to calibrate the RF output level of the SML, SMV or SFL-S. The service utility program may no longer indicate any level error. 1090.4007.00 7.38 E-2,

SML Output Unit

Table 7-16 RF level Test Solder strap in Solder strap in Frequency RF level Remarks point measuring operating position setting on the position SML X9 X13: 1-4 X13: 1-2 see Table 7-9 in Section 7.5.7 X10 1500 MHz -2.8 dBm +/-3 dB The appropriate filter and the correct TUNE_BP X10 X14: 1-4 X14: 1-2 2250 MHz -4.0 dBm +/-3 dB setting must be available in direct mode X10 3000 MHz 0 dBm +/-3 dB fin = 750 MHz X324 X6: 1-2 X6: 1-2 1500 MHz -1.6 dBm +/-5 dB IQ_CW = 0, ALC_ON = 0 PRESET = 2000dec X325* X7: 3-4 X7: 1-2 1500 MHz -8 dBm +/-5 dB IQ_CW = 1, ALC_ON = 0 X8: 2-3 X8: 1-2 PRESET = 2000dec V_LEVEXT = -3.5 V X17* X16: 1-4 X16: 1-2 1500 MHz +21 dBm +/-5 dB IQ_CW = 1, ALC_ON = 0 PRESET = 2000dez V_LEVEXT = -3.5 V X323* - - 1500 MHz +17 dBm +/-5 dB IQ_CW = 1, ALC_ON = 0 PRESET = 2000dez V_LEVEXT = -3.5 V * Not used in the Signal Generator SFL-S. 7.6.3 Power Consumption The power consumption of the Output Unit 2 GHz / 3 GHz at connector X321 is indicated in the following table. The values apply under the assumption that the output unit is active i.e. a frequency exceeding 1210.5 MHz is set on the SML, SMV or SFL-S. Table 7-17 Power consumption Voltage +24 V +12 V +5 V +3.3 V -12 V typical 15 mA 660 mA 310 mA 6 mA 65 mA tolerance +/- 5 mA +/- 50 mA +/- 50 mA +/- 3 mA +/-10 mA 1090.4007.00 7.39 E-2,

Output Unit SML

7.6.4 Digital Interface The following table shows the meanings of the control bits. The bit setting can mainly be checked at the shift register outputs. The pin assignment is indicated in the circuit diagrams. Table 7-18 Control bits Byte Bit IC Line Meaning Function (6) 3 D13 PRESET11 12-bit preset DAC Control voltage for PRESET 2 D13 PRESET10 D13 V_PRESET (DAC 8143: MSB first) 1 D13 PRESET9 (see Table 7-12 in Section 7.5.9) 0 D13 PRESET857D13 PRESET7 6 D13 PRESET6 5 D13 PRESET5 4 D13 PRESET4 3 D13 PRESET3 2 D13 PRESET2 1 D13 PRESET1 0 D13 PRESET047D9 AUX2 free 6 D9 DETSLOW_OFF Detector load C switchover 0 = Load C high, 1 = Load C low 5 D9 OPU3_BRIDGED switches detour line 0 = OPU3 active, 1 = detour line active 4 D9 MULTIP_ON SRD multiplier on 0 = multiplier off, 1 = multiplier on 3 D9 AMSLOW2_ON AM bandwidth20= normal, 1 = narrow 2 D9 AMSLOW1_ON AM bandwidth10= normal, 1 = narrow 1 D9 ALC_ON Level control 0 = off, 1 = ALC on 0 D9 IQ_CW switches IQ mod. on 0 = IQ modulator, 1 = AM modulator37D11 DET7 8-bit Det. Tune DAC Tuning voltage TUNE_DET for 6 D11 DET6 U2 detector linearization 5 D11 DET5 (see Table 7-13 in Section 7.5.12) 4 D11 DET4 3 D11 DET3 2 D11 DET2 1 D11 DET1 0 D11 DET027D8 BLANK_ENA Activate BLANK signal 0 = deactivated, 1 = activated 6 D8 LEV_OFF Level lowering 0 = normal level, 1 = to min. level 5 D8 KLEMM_UP Level clamping 0 = normal level, 1 = +13 dBm 1090.4007.00 7.40 E-2,

SML Output Unit

Byte Bit IC Line Meaning Function 4 D8 AUX1 free 3 D8 BLANK_NORM Polarity of BLANK signal 0 = inverted, 1 = normal 2 D8 BP3 Selection of bandpass31= BP 2.8 to 3.3 GHz active, 0 = off 1 D8 BP2 Selection of bandpass21= BP 2.2 to 2.8 GHz active, 0 = off 0 D8 BP1 Selection of bandpass11= BP 1.2 to 2.2 GHz active, 0 = off17D12 AUX0 free 6 D12 PRESET_ON Power supply PRESET 0 = standby, 1 = active 5 D12 OPU3_ON General power supply 0 = standby, 1 = active 4 D12 DMUX1_ON DMux selection MUX0 (D3) 0 = MUX0 off, 1 = MUX0 active 3 D12 DMUX0_ON DMux selection MUX1 (D4) 0 = MUX1 off, 1 = MUX1 active 2 D12 DMUXAD2 DMux addressing (MSB) Mux address21D12 DMUXAD1 DMux addressing Mux address10D12 DMUXAD0 DMux addressing (LSB) Mux address007D10 BP7_1 8-bit BP Tune DAC Tuning voltage TUNE_BP for the 6 D10 BP6_1 U1 bandpass filters 5 D10 BP5_1 (see Table 7-11 in Section 7.5.8) 4 D10 BP4_1 3 D10 BP3_1 2 D10 BP2_1 1 D10 BP1_1 0 D10 BP0_1 1090.4007.00 7.41 E-2,

Output Unit SML

7.6.5 External Interfaces Table 7-19 External interfaces SignalDTValue range TF Connector Remark Connector X321 GroundBA0V- X321.1 +24VMIP+24 V +/-0.2VCX321.2 GroundBA0V- X321.3 +12VMIP+12 V +/-0.1VCX321.4 GroundBA0V- X321.5 -12VMIP-12 V +/-0.1VCX321.6 GroundBA0V- X321.7 +5VMIP+5 V +/-0.1VCX321.8 GroundBA0V- X321.9 +3VMIP+3.3 V +/-0.1VCX321.10 MS_OPU3_NIDLVT - X321.11 Module select STROBE_NIDLVT - X321.12 Load pulse shift register SERDATA_NIDLVT - X321.13 Shift register input EEDATAIDLVT - X321.14 EEPROM I2C Data SERCLK_NIDLVT - X321.15 Shift register clock EECLK_NIDLVT - X321.16 EEPROM I2C clock ALC_INTODLVT - X321.17 ALC interrupt V_DIAGOA-2.5 V to +2.5 V - X321.18 Diagnosis voltage BLANKIDLVT - X321.19 Blanking LEV_EXTIA-6 V to 0 V, 0 to 50 kHz - X321.20 Level reference input n.c. - - - - X321.21 (with IQMOD: IQMOD_MS1_N) n.c. - - - - X321.22 (with IQMOD: IQMOD_MS2_N) -12VMIP-12 V +/-0.1VCX321.23 n.c. - - - - X321.24 (with IQMOD: BB_CN) +12VMIP+12 V +/-0.1VCX321.25 +12VMIP+12 V +/-0.1VCX321.26 Pin-and-socket connectors X322, X323 RF_INIA9kHz to 1.1 GHz C X322 RF input (SMA socket) -9 to +24 dBm, typ. +15.5 dBm of mainboard RF_OUTOA9kHz to 3.3 GHz C X323 RF output (SMA socket) -10 to +23 dBm to attenuator Pin-and-socket-connectors X324, X325 RF_UNMODOA250 MHz to 3.3 GHz C X324 Output to IQMOD input X410 typ. -4 dBm (SMA-Bu) RF_MODIA9kHz to 1.1 GHz C X325 Input from IQMOD output X411 typ. -10 dBm [only used with SMV, not used with SFL-S](SMA socket) Entry in column D (Direction): O = Output I = Input B = Bidirectional Entry in column T (Type): A = Analog D = Digital P = Power Entry in column CT: C = Test value T = Fact.-sel. value D = QM accept. test value S = Setting value Abbreviations: LVT: VOH ≥ 2V, VOL ≤ 0.55V 1090.4007.00 7.42 E-2,

SML Output Unit

7.7 Glossary AF Audio frequency, low frequency ALC Automatic level control AM Amplitude modulation CMOS Complementary metal oxide semiconductor D Divisor D/A Digital / analog DAC Digital/analog converter DC Direct current, direct voltage Detour line Switches the input signal of X322 directly to the output X323 DTP Diagnosis test point EEPROM Electrically erasable programmable read only memory GaAs Gallium Arsenide HFET Heterostructure field effect transistor I Inphase signal IC Integrated circuit I2C Inter-IC bus FET Field effect transistor MMIC Microwave monolithic integrated circuit n Frequency multiplication factor with OPU3 NOR Not OR gate OpAmp Operational amplifier OPU1 Abbreviation for the 1.2 GHz output unit on the SML mainboard OPU3 Abbreviation for the 2 GHz / 3 GHz output unit PIN Positive-intrinsic-negative Q Quadrature signal RF Radio frequency RF1200 Detour line around SRD multipliers and filters (see block diagram) SCL I2C-bus clock signal SDA I2C-bus data signal, bidirectional SMP RF multiconnector system SRD Step recovery diode 1090.4007.00 7.43 E-2]
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