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Rohde & Schwarz Polyskop IV SWOB4
#1
Hallo liebe Radiofreunde,

als ich noch Student war wollte ich immer einen Wobbler haben, damals in den 80er Jahren waren solche Geräte allerdings in einer Preisregion angesiedelt, dass ich davon nur träumen konnte...

Heute kann man zwar vergleichbare Messungen auch mit einem Spectrum Analyser der einen Tracking Generator hat durchführen, aber ein "richtiger" Wobbler ist immer noch eine schöne Sache. Nun traf es sich dass unser Mitglied Thomas (Livingvinyl) aus einem Nachlass ein R&S Polyskop IV hier angeboten hat. Nach etwas überlegen (wo zum Teufel stelle ich das Ding denn jetzt noch hin...) kontaktierte ich Thomas und Er machte mir für das Gerät einen fairen Preis. Also fuhr ich die 165km -Es war ja ein schöner sonniger Tag- zu ihm und holte das Teil...

Es war in einem guten Zustand und ich bekam sogar noch die Originaldokumente von R&S dazu plus zwei Durchgangstastköpfe.

Was kann man nun damit machen? Ich habe hier mal meinen ersten Versuch eingestellt. Ein CB Tiefpassfilter das zur Unterdrückung von Oberwellen zwischen Antenne und "Nachbrenner"  Wink  geschaltet werden sollte (An die HF Polizisten: Nein ich funke schon lange nicht mehr auf CB das Filter hatte ich nur gerade greifbar...) habe ich mal durchgemessen hier seht ihr die Filterkurve:

   

Die kleien Spitzen auf der Kurve sind Marker die in diesem Fall im Abstand von 10MHz gesetzt sind. Die zwei Linien im oberen Bereich habe ich so eingestellt, dass sie einen Amplitudenbereich von 1 dB eingrenzen. Man erkennt, dass das Filter eine Welligkeit von weniger als 1 dB im Durchlassbereich hat und ab ca. 35MHz recht steil abfällt.

Das ist nur ein einfaches Beispiel was man mit den Polyskop anstellen kann. Ich möchte z.B. ein paar Frequenzweichen für DAB+, UKW und UHF bauen dabei ist solch ein Gerät sehr nützlich. Aber man kann damit auch die ZF Durchlasskurven von analogen TV Geräten sichtbar machen. Auch unsere Radios kann ich damit durchmessen und zwar komplett vom Eingang bis zu Demodulator.

Bei Gelegenheit werde ich noch ein paar Beispiele hier posten.
Viele Grüße
Semir
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"Alle sagten: Das geht nicht. Dann kam einer der wußte das nicht, und hat es gemacht."
(Prof. Hilbert Meyer, Uni Oldenburg)
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#2
Hallo, Semir,
Das ist ein tolles Gerät. Zwar braucht Platz aber wisualisation perfekt. Ein nützliches Gerät. Mit Spannung warte ich auf deinen Messungen.
Gruß!
Ivan
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#3
Hallo Semir,

für mich als Laien stellen sich natürlich noch ein paar Fragen:
1. Welches Signal hat der Bandfilter als Input bekommen? Ein Frequenzspektrum von ? bis ?.
2. Mit welcher Frequenz wird gewobbelt?
3. Wie wird das Ergebnis dargestellt? Klar Amplitude über Frequenz, aber welcher Amplitudenbereich wird gewählt?
Dahinter steckt natürlich die Frage, wie bedient man das Gerät, um in akzeptabler Zeit eine integrationsfähige Kurve auf den Bildschirm zu bekommen.
Viele Grüße

Franz Bernhard

... und die Radios laufen nicht weg!

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#4
Hier ein Blockschaltbild vom SWOB4.

   

Wie man rechts oben im Blockschaltbild erkennt, hat das Gerät einen RF (bzw. HF) Ausgang, der in der Amplitude definiert abgeschwächt werden kann.
Die Frequenzaufbereitung ist ziemlich aufwändig. Gewobbelt wird mit Hilfe eines YIG-Oszillators auf einer hohen Frequenz, die mit einem quarzgesteuerten Oszillator umgesetzt wird.

Betrachtet man nun den Empfangsteil, so fällt auf, daß es 2 NF Eingänge (AF1, AF2) gibt, einen HF (RF) Eingang und einen "Log" Eingang, der ebenfalls ein NF-Eingang ist.

Der Senderteil ist von 100 kHz bis 1GHz einstellbar, aber auch so breit wobbelbar.

Der Empfangsteil besteht "de fakto" aus einem entsprechend breitbandigen Detektor (mit 2 kompensierten Dioden). Die "NF" Eingänge werden dazu verwendet, wenn ein extra Detektor-Kopf angeschlossen wird.
Der Empfangsteil des SWOB ist also breitbandig und enthält keinerlei HF-seitige Selektion (im Unterschied zu einem Spektrum-Analyzer).

Da Semir die ausführlichen Unterlagen hat, kann er sicher noch einiges ergänzen.

MfG DR
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#5
Hallo zusammen,

Ich bin gerade in Warschau auf Dienstreise. Wenn ich zurück bin werde ich hier noch auf die Fragen antworten. Ich plane auch mir einen Demodulatortastkopf für das Gerät zu bauen. Zum Glück habe ich die Schaltungsunterlagen komplett bekommen inklusive die Schaltungen der Tastköpfe.

Eine Messung die ich plane ist das Signal in den Antenneneingang eines Radios einzuspeisen und dann am Demodulator die HF im ZF Bereich zu messen. Damit sollte die Durchlasskurve des gesamten Radios sichtbar werden, auch die Spiegelfrequenz müsste so erkennbar sein.

Mal sehen was mir noch so einfällt...

@DiRu danke für das Blockschaltbild
Viele Grüße
Semir
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(Prof. Hilbert Meyer, Uni Oldenburg)
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#6
(13.08.2018, 09:06)Franz Bernhard schrieb: 1. Welches Signal hat der Bandfilter als Input bekommen? Ein Frequenzspektrum von ? bis ?.
2. Mit welcher Frequenz wird gewobbelt?
3. Wie wird das Ergebnis dargestellt? Klar Amplitude über Frequenz, aber welcher Amplitudenbereich wird gewählt?
Dahinter steckt natürlich die Frage, wie bedient man das Gerät, um in akzeptabler Zeit eine integrationsfähige Kurve auf den Bildschirm zu bekommen.

Hallo Franz-Bernhard,

nun da ich wieder zu Hause bin hier die Antworten auf deine Fragen. Allerdings bin ich selbst noch am herausfinden wie man das Gerät am besten einsetzt:

A) Zu deinen Fragen 1 und 2: Es gibt einen HF Ausgang (N-Buchse links unten) mit einem in dB geeichten Abschwächer der es erlaubt in 10/1 dB Schritten die Amplitude des Signals einzustellen. Das Ausgangssignal kann zwischen 100kHz und 1000MHz eingestellt werden. Man wählt eine Mittenfrequenz und kann dann den Wobbelhub mit dem Delta-F Regler passend einstellen. Es gibt nur unten im Bildschirm eine grobe Anzeige welcher Frequenzbereich genutzt wird. Eine genaue Anzeige ist aber nicht nötig, da das Gerät Frequenzmarken auf die Kurve legen kann. Diese sind in Abständen von 100Mhz/10MHz/1MHz einblendbar. Damit ist leicht zu erkennen welcher Teil der Kurve welcher Frequenz entspricht. Es kann aber auch eine einstellbare externe Markerfrequenz eingespeist werden die dann einem beliebigen Punkt auf der Kurve entspricht. Das werde ich demnächst probieren.

Da der Frequenzbereich recht groß ist den das Gerät abdeckt kann man das Messobjekt einfach anschließen und dann die Frequenzen durchkurbeln bis "etwas" passiert. Den Hub zum Wobbeln kann man dann passend zum Objekt und dem gewünschten Anzeigebereich wählen. Bei meinem CB Filter habe ich z.B. einen Bereich von ca. 0-60MHz gewählt. Die Frequenz =0 erkennt man übrigens an dem Punkt links wo die Kurve leicht S-förmig verläuft. Das Gerät erzeugt ja die Messfrequenz durch Mischen einer Variablen Frequenz von 2-3GHz mit einer festen 2 GHz Frequenz. Sind beide Frequenzen gleich ist das Mischprodkt =0Hz fällt die variable Frequenz unter 2 GHz so steigt die resultierende Mischfrequenz wieder an und man erhält dann z.B. bei 1,9GHz wieder 100 MHz aber dann links vom Punkt wo die Frequenz =0 war. So ist dieser Punkt leicht zu erkennen, da dort die Kurve gespiegelt ist.

B) Zu deiner 3. Frage: Zur Anzeige der Amplitude kann das Gerät entweder das HF Signal am Ausgang des Messobjektes im Gerät Gleichrichten und dann linear anzeigen, dazu muss das Signal dem HF Eingang (N-Buchse rechts unten) zugeführt werden. Diese Methode setzt voraus, dass das Messobjekt eine Ausgangsimpedanz von 50Ω hat. Ein ZF Filter das eine Impedanz von mehreren kΩ hat kann man da also nicht anschließen.

Alternativ gibt es einen BNC Eingang an dem ein schon gleichgerichtetes Signal z.B. von einem Demodulatortastkopf angeschlossen werden kann. Dieser Eingang ist hochohmig und mit Hilfe eines Demodulatortastkopfes kann dann auch ein Messobjekt das eine höhere Impedanz hat sprich nicht belastet werden soll angeschlossen werden. Auf diese Weise kann man z.B. ZF Filter/Verstärker Messen. Noch einfacher geht es wenn man z.B. den Ausgang an einem Ratiodetektor oder einen AM Detektor messen möchte, dann muss nur eine normaler Tastkopf an den BNC Eingang angeschlossen werden welcher dann mit dem Ausgang des Detektors verbunden wird.

Dann gibt es noch den Eingang mit 5-pol Buchse. Dieser funktioniert im Prinzip wie die BNC Eingänge hat aber einige zusätzliche Funktionen. So kann daran ein Demodulatortastkopf mit einer Referenzdiode betrieben werden um auch kleine Amplituden genau darzustellen. Dann kann dieser Eingang auch auf eine Logarithmische Darstellung umgeschaltet werden, so dass ein größerer Amplitudenbereich dargestellt werden kann.

Alle Eingänge haben je einen Offset und einen Verstärkungsregler. Damit kann man die Position und Höhe der gemessenen Kurve auf dem Bildschirm optimieren um diesen bestmöglich auszunutzen.

Amplitudenmessungen können mit Hilfe der drei Hilfslinien und des Abschwächers vorgenommen werden. Ich möchte das anhand eines Beispiels erläutern. Nehmen wir an die 3 oder 6dB Bandbreite eines Filters soll gemessen werden. Das geht so:

1) Man stelle die Messkurve des Filters so dar, dass Sie den Bildschirm gut ausnutzt. Das geschieht mit den Offset- und Amplitudenreglern des jeweiligen Eingangs.

2) Man setze eine Hilfslinie nun genau auf das Plateau der Filterkurve das ja den Durchlassbereich markiert.

3) Nun kann man durch verändern des Abschwächers das Signal um z.B. 3dB verringern. Das Plateau der Filterkurve wird um einen gewissen Betrag nach unten wandern.

4) Eine zweite Hilfslinie wird nun auf diese neue Höhe des Plateaus gesetzt. Der vertikale Abstand der zwei Hilfslinien markiert nun einen Bereich der oben 0dB und unten -3dB hat.

5) Der Abschwächer ist wieder auf den Ursprünglichen Wert zu stellen, damit das Plateau der Kurve wieder mit der oberen Hilfslinie korreliert.

6) Da wo die Filterkurve die untere Hilfslinie schneidet ist deren Frequenzgang bei -3dB. 

7) Die jeweiligen 3 dB Frequenzen können nun mit Hilfe der Marker bestimmt (abgelesen) werden.

Das Prozedere kann man natürlich auch mit 6dB, 10dB oder 20dB durchführen.

Diese Methode habe ich übrigens autodidaktisch gelernt. Es kann gut sein, dass es noch andere Möglichkeiten gibt aber das ist die Art und Weise wie ich es gemacht habe.

Wichtig bei all diesen Messungen ist die richtige Wahl der Wobbelzeit. Diese sollte möglichst langsam sein um dem Filter die Möglichkeit zu geben richtig einzuschwingen. Wird zu schnell gewobbelt erscheint die Filterkurve verzerrt. Je schmalbandiger das Filter umso langsamer muss gewobbelt werden

Damit ist das Thema noch lange nicht erschöpft. Ich werde weitere Experimente durchführen und die Ergebnisse hier posten.
Viele Grüße
Semir
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(Prof. Hilbert Meyer, Uni Oldenburg)
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#7
http://www.wellenkino.de/makerfaire/2018/v2.mp4

:-) Demonstrationsaufbau mit einem SWOB III parallel Nixiefrequenzzähler.

Der Parallelkreis (Spule aus Buddelkiste parallel 80pF Rohrkondensator) wurde lose über einen 100k Widerstand angekoppelt.
Die Resonanz liegt so um 600kHz
SWOB (III oder höher, nicht I + II) erlauben auch das manuelle wobbeln, also hin und herschieben mittels Poti, so kann man jeden Punkt auf der Kurve anfahren und da den Zähler ablesen, sehr genaues Verfahren.
Korrektes Terminieren, also ein 60 Ohm vor dem 100k gegen Masse ändert hier sogut wie nix, bei hohen Frequenzen ist es Pflicht da das Wobbelsignal über den gesammten Hub konstante Höhe haben muß.
Der ältere SWOB III ist technisch anspruchsvoller, also keines wegs schlechter als ein SWOB IV oder V, er war nur aufwändiger, schwerer und somit teurer in der Anschaffung. Die 45kg trotz Volltransistortechnik sind ein gutes Argument dafür ein neueres Modell zu nehmen. Der obere Einschub ist ein Lin/Log, er kann auch logarithmisch wobbeln. Das ist insofern praktisch daß man dann die 3dB Bandbreite auf halber Höhe der Amplitude findet, bei Lin ist die bei bei etwa 3/4 der Höhe.

lG Martin
wenn die Welt untergeht sieht man es zuerst auf dem Oszilloskop
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