面包芯语

拆解一台HP8673D射频信号源

射频百花潭 2022-07-10 08:49
汽车照明的秘密武器，竟然是…… AI数据中心过热？ST 10kW压缩机方案让液冷系统效能翻倍

虎哥

一位大神搞了一台HP8673D故障机，寄给我修理。痛苦的取货过程就不多说了，总之这机器接近50公斤重，我尝试了两次都没能把它搬上车，最后拆了包装才勉强弄上去。

HP8673D是惠普公司上世纪80年代中期研制的产品，一直生产到90年代中期，覆盖频率10MHz~26.5GHz（公布指标的范围是50MHz~26GHz）。内部由YIG振荡器产生2~6.65GHz信号，然后进行2倍、3倍和4倍频，覆盖2~26.5GHz。10M~2GHz频率由混频产生。仪器用料充足，各部分设计比较规矩，滤波严格，输出信号纯净，指标在当时属一流水平。
该机故障现象是2GHz以下失锁告警，用频谱仪观察可见频率左右跳动达10MHz以上。
由于包装不够厚导致手柄受力，加之物流暴力，运输途中摔断了两侧手柄。（德邦物流）



首先当然是拆开并进行初步检查清理，确认没有机械损伤，并吹去灰尘。



拆开可见的所有盖板，拔下能拔下的所有板子，清洁接插件（图中刚刚开始）



清理完以后复装，确认没有危险因素，通电开机。看2G以上输出是正常的，但2G以下仍然报告失锁，并且频率左右摆动（照片反映不出来）。



由于刚才已经处理过接插件了，所以显然这不是接触不良问题。到是德网站下载服务手册寻求解决途径，可惜由于年代久远，官方提供的手册的扫描清晰度很差，一切重要的框图都看不清楚。（真的只有这个清晰度）



这就非常痛苦，只能顺着信号流程自己找了。经过观察，上层机只有2G以上的内容，没有可以产生2G以下信号的硬件。翻到下层机，看到复杂的信号分配和处理措施。



蓝色的部分很容易引起注意。好在这个零件上写得比较清楚，告诉人们它是混频器，并且注明了信号流程（其它小零件基本只有代号）。
2G以下的信号既然是混频产生的，就应该从这里查起。首先拆下本振（Lo）和射频（RF）端口，根据信号可能的流向，用频谱仪查看具体情况。

把输出频率设置为1999MHz，可以看到仪器其它部分向Lo端供应了大约6.2GHz的信号。调整频率设置，该信号的频率会跟随变化，变化关系明确、稳定。然后看RF端，找到4.2GHz附近有信号，展开以后看到明显的跳动。说明问题出在RF输入。顺藤摸瓜，发现4.2GHz信号来自于混频模块下面的一个大盒子。



拆下混频模块



原来这是一个固定振荡器，供应给他的信号只有100MHz参考时钟和另外三根铜线。这就好办了，因为它与别的部分联系越少，故障就越可能仅限于它。



继续用频谱测，用万用表量



最终判断就是它坏了，先把它拆下来。等等，这是什么东西？看起来是一个带谐振腔的VCO。会不会是VCO频率差别太大导致失锁呢？那就用改刀拧拧一下再说。



才拧了两圈，4.2G锁住了，仪器正面的失锁告警也消失了。



旋转螺丝，找到锁定区间的中点，然后把设备复装。可以锁定的区间只有半圈多一点点，可能该VCO本来就是这样，也可能是因为年久老化，导致锁定范围变窄。不管怎么样，总之修好了。。下图是装好以后。



利用该仪器的扫频功能和频谱仪的最大值保持功能，做了一张全景图。信号源与频谱仪之间采用大约6m长度的ASTROLAB-32055微波电缆连接，转接头是仪表局定制的接插件，扣除各部分损耗，可以认为输出基本准确。


来源：科创论坛，作者：虎哥

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